1、工程光学试题工程光学试题一判断（20 分，每题 2 分）1.在介质中，光沿直线传播。 （x）均匀介质才可以是直线。2.同种光在不同介质中传播速度不同，频率不同。 （x）频率相同，都是电磁波。3.全反射发生的条件是光线从光疏介质射向光密介质。 （x）光密截止到光疏介质4.孔径角以光线起算转向光轴， 顺时针旋转角度为正， 逆时针旋转角度为负。 （x） 是光轴转，而不是光线转。5.在共轴球面光学系统中，横向放大率=3,表明该物所成的像为正立像且物像虚实相反。（v ）0 有 y和 y 同号，成正像，l 与 l同号，物像虚实相反。绝对值1，成放大的像，反之缩小。6.垂直于光轴的物平面，其共轭像平面也必然
2、垂直于光轴。 （v）7.在眼睛的光学成像系统中，明视距离就是近点距离。 （ x ）明视距离是指 250mm，眼睛舒适的距离，近点距离是指离得最近能看清楚的像远点距离的倒数表示近视眼的度数。视觉灵敏度就是视网膜上两个相邻视神经细胞的直径之和。人眼时间分辨率是 25 帧每秒，一个运动达到 50 帧一秒就认为是连续运动的了。眼睛的景深：眼睛对准某一平面，眼睛不必调节就能看清对准平面前后一定距离的物体，这个距离叫做景深。远视眼成像在视网膜后面近视眼成像在视网膜前面目视光学仪器的基本工作原理： 物体通过这些仪器， 其像对人眼的张角大于人眼直接观察物体时对人眼的张角。放大镜视觉放大率公式：=tantan=
3、250/f显微镜视觉放大率公式：=物镜垂轴放大率和目镜视觉放大率之和积，显微镜的数值孔径越大，要求放大倍率越高，景深越小。开普勒望远镜成倒像。伽利略望远镜成正像8.物方焦点和像方焦点，物方主店和像方主点是两队共轭点。 （x）9.对近视眼，显微镜所成的像应位于近视眼的远点上，应将目镜向前调。 （v）10.望远镜能使入射的平行光束仍保持平行地射出光学系统。 （v）二填空（20 分，每空 1 分）1.一条入射线经转角的平面镜反射，其反射光线转过 2 角，2 夹角为的平面镜，光线从射入到射出总共反射了 n 次，则其出射线与入射线夹角为2n 。2、用垂轴放大率判断物、像正倒关系方法：当0时正像，0时倒像
4、 。3.光楔的顶角为，则其最小偏向角为（n-1）。 （折射定律）4.反射棱镜的作用 转折光轴、转像、分像（分光、分色） 、 合像 。5.正常眼的远点距为 无穷远，近点距为眼前 100mm，视度调节范围为 10 屈光度，明视距离为 250mm。6.设计一个=5x的放大镜，其焦距 f=50mm。250/=f7.已知某望远镜物镜焦距 f1=250mm，f2=25mm，则该望远镜焦距 f= ，光学筒长L= 275 mm，放大倍数=-10 ，此望远镜为 开普勒（开普勒/伽利略）望远镜。8.某人眼睛在放松状态下只能将位于眼睛前方 0.5m 处的物体成像在视网膜上，则此人眼睛的度数为200度，应该戴一副焦距
5、 f=500mm 的眼镜。三作图（20 分，每题 5 分）1.完成光路图，标出 A 的像 A，保留作图痕迹。（1）答案：（2）用图解法求组合光组的基点（基面）的位置。答案：2、设输入为右手坐标系，画出经图中棱镜后的输出坐标系。答案：3.将图示棱镜展开。答案：四问答计算（40 分）1.解释孔径光阑，入射光瞳，出射光瞳。简述三者的关系。 （7 分）答案：孔径光阑：限制轴上物点成像光束宽度、并有选择轴外物点成像光束位置作用的光阑叫做孔径光阑。入瞳：孔径光阑经孔径光阑前面的系统所成的像。 （2 分）出瞳：孔径光阑经孔径光阑后面的系统所成的像。 （2 分）关系：孔径光阑与入瞳相对前面的系统共轭，孔径光阑
6、与出瞳相对后面的光学系统共轭，入瞳与出瞳相对整个光学系统共轭。 （3 分）2.手上有两块焦距 f=100mm 的单薄透镜，现想由它们拼搭出视觉放大率e=4x 的放大镜，求两透镜间的距离，并画出结构简图。 （10 分）答案：组合焦距 f 组=250/4=62.5mm(2 分)f 组=-f2/，可得=-160mm。 （3 分）d=+f+f=40mm（2 分）O1O2F2F140160图（3 分）3.有一显微镜，物镜的放大率=-40 x，目镜的倍率为e=15x（均为薄透镜） ，物镜的共轭距 M=195mm，求物镜和目镜的焦距、物镜和目镜间的间距和总倍率。答案：物镜：=l/l=40 ，l+l=195l
7、=4.76mml=190.24mmf物=M/（1）2f物=4.64mm（3 分）f目=250/e=16.67mm（3 分）物镜和目镜之间的距离 d=l+ f物=194.88mm（2 分）总放大倍率=e=600 x（2 分）4. 已知 r1=20mm，r2=-20mm 的双凸透镜，置于空气中。物 A 位于第一球面前 50mm 处，第二面镀反射膜。该物镜所成实像 B 位于第一球面前 5mm，如图所示。若按薄透镜处理，求该透镜的折射率 n。 （13 分）设：透镜的折射率为 n物点 A 经 r1 折射成像在 A处，将已知条件代入公式得（4 分）A经 r2 反射后，成像于 B点。故将，代入反射面公式，得：（4 分）B点再经 r1 折射成像在 B 点。根据光路的可逆性，将 B 视为物，B点视为像，有，代入折射公式，得：（4 分）由以上三式式解得：（1 分）
