试题及答案doc - 长春理工大学

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1、长 春 理 工 大 学 试 题 纸（ A 卷） 得分 一、回答问题（每小题一、回答问题（每小题 2 分，共分，共 30 分）分） 1、用照相机拍摄目标时，若天气多云，此时相机光圈应增大还是减小？ 答：摄影系统相面照度E正比于相对孔径Df 的平方。相机光圈数定义为fFD=。 若天气多云，进入照相机的能量减少，欲在像面上获得足够的照度应增大相对孔径Df ，即减小相机光圈f D。 2、有一加里略望远镜， 放大倍率为 2，和一照相物镜，焦距为 200，如何组合使系统焦距为 100？如何组合使系统 焦距为 400？画出光路图。 答： 1）100f =： 如图所示： 伽利略望远系统放大率 212h h =

2、，则由图可见比例关系211 2hF hf=，即11002Ff=。 2）400f =： 如图所示： 编号编号 2006 - 2007 学年学年 第第 1 学学 期期 审核责任人签字审核责任人签字 科目科目 应用光学应用光学 参考班级参考班级 大珩班大珩班 题号题号 一一 二二 三三 四四 五五 六六 七七 八八 九九 十十 总分总分 命题教师命题教师 印数印数 得分得分 评阅人评阅人 王文生王文生 35 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 长 春 理 工 大 学 试 题 纸（ A 卷） 伽利略望远系统放大倍率212h h =，则由图可见比例关系211 2hf hF=

3、，即 2400Ff=。 3、一物体在一折射球面的球心处，其像在哪？放大倍率多少？若物在球面顶点，其 像又在何位置？放大倍率多少？ 答：设球面半径为 r，物方折射率 n，像方折射率 n,物距l，像距 l ，则由近轴区物像 公式 nnnn llr=得， 1）若物在球心处，lr=， nnnn lrr nn lr lr=即像位于距球面 r 远处，即与物在同一个位置。 2）若物在球面顶点，0l =， 0n l l= =即像与物同在球面顶点。 4、初级像差有几种？哪种像差不影响成像的清晰度？那些像差仅与通光口径有关？，那些像差仅与视场有关？ 答：初级像差有七种：单色像差球差，彗差，像散，场曲和畸变，以及两

4、种色差位置色差和倍率色差。 其中只有畸变不影响成像清晰度。 仅与通光孔径有关的像差：球差和位置色差 仅与视场有关的像差：畸变和倍率色差 5、近视眼应佩戴何种透镜加以矫正？为什么？其焦距如何确定？ 答：近视眼应佩戴负透镜加以校正。 正常眼远点位于无限远，而近视眼的远点位于眼前有限距离，因此为使近视的人看清无限远点，须在近视眼前 放一负透镜。 其焦距大小恰能使其后焦点与近视眼的远点重合。 6、物方焦点和像方焦点是一对共轭点，物方主点与像方主点也是一对共轭点。请问这句话对吗？为什么 答：在理想光学系统中，物像对应关系成为共轭。 物方主点和像方主点是物像关系，因此是一对共轭点。 而物方焦点和像方焦点不

5、是物像关系因此不能称为一对共轭点。 7、若提高双目望远系统的分辨率，应采取何措施？若提高双目望远系统的体视效应，应采取何措施？ 答：要提高双目望远系统的分辨率，可以增大入瞳直径。 要提高双目望远系统的体视效果，可以增大基线或增大体视锐度。 8、 在焦距为f 的会聚透镜后， 加一块平行平板后(n=1.5,d=10mm)， 透镜的焦距长度变化否?主平面位置变化否?(如 变化,则写出其变化量大小) 答：透镜的焦距长度不变，但加入平行平板后，经过该会聚透镜的焦点会有一个轴向位移，所以主平面位置会 发生变化。 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 长 春 理 工 大 学 试

6、题 纸（ A 卷） 9、在焦距为f 的会聚透镜前,加一块光楔(n=1.5,=10),一无限远的轴上点的像在 加光楔前后，其像点变化否? 若变化,需写出变化量。 答：加入光楔后，该无限远轴上点仍成像在像方焦面上一点。与未放入光楔的区别在 于 ： 放 入 后 ， 两 像 点 有 间 一 垂 轴 偏 移 ， 偏 移 量 为 ：()10110.473sffnff=10、一同心弯月镜在空气中，其前后节点在那，其前后主点在那？ 答：同心弯月透镜位于空气中时，其前后节点是其共同的球心，主点与节点相同。 11、What is aperture stop? 答：限制轴上点或视场中央部分成像光束口径的光阑称为孔径

7、光阑。 12、What is nodal points? What is principal plane? 答：光学系统中角放大率等于+1 倍的一对共轭点称为节点； 垂直于光轴并通过主点的平面叫主平面，主平面的垂轴放大倍率为 1。 13、What is the function of an eyepiece? 答：目镜的作用是：成正立放大的虚像，供人眼观察。 14、What is Malus law? 答：马吕斯定律是完善成像的条件，即：光线束在各向异性的均匀介质中传播时，始终保持着与波面的正交性， 并且入射波面与出射波面对应点之间的光程均为定值。 15、How to increase the

8、 resolving power of microscope? 答：提高显微镜分辨率的方法：增大波长；增大数值孔径， （物方浸液，增大物方孔径角） 。 得分 二、作图题（二、作图题（每小题 2 分，共 12 分 ） （1） 、 （2） 、 （4）画出物象， （3）画出主平面，系统在空气中 画出人眼在光轴出射方向观看时字母 P 的像。 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 长 春 理 工 大 学 试 题 纸（ A 卷） 的 答案：P 答案：d （5） （6） 得分 四、计算题（四、计算题（共 38 分） 1、A jeweler is examining a diamo

9、nd 5.0mm in diameter with a loupe having a focal length of 25.4mm. 1) Determine the maximum angular magnification of loupe. 2) How big does the stone appear through the magnifier? 3) What is the angular subtended by the diamand at the unaided eye when held at the near point? 4) What angle does it su

10、btend at the aided eye? （5 分） 答：1）8 . 94 .25 250= 2）mmy4958 . 9= 3）15. 12505tan1= 4）1 .1125049tan1= 2、When a lens is wholly immersed in water(medium on both sides is water). Equicovex lens of refractive index 1.5 and focal length 10cm in air. How long is the focal length in water? （5 分） 答： ()()cmffc

11、mRRRR40101 10133. 15 . 133. 1101221 1115 . 1101= =3、远镜,其物镜口径为 40mm,焦距为 150mm,目镜口径为 10mm,焦距为 15mm,分划板口径为 10mm,位于物镜的后焦平面上,问: 1)孔径光阑应选在何处? 视场光阑在哪? 2) 视放大倍率多大？3)出瞳直径多大?出瞳距目镜后焦点多远?（7 分） 答：1）望远系统孔径光阑物镜框，视场光阑为分划 2）视放大倍率 1501015oef f = = = 3） P?P?PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 长 春 理 工 大 学 试 题 纸（ A 卷） 4041

12、0D D DDmm = = = =4）由牛顿公式 150 15 15 1.5xxff x xmm= = =4、人近视程度为 2D（屈光度） ，调节范围是 8D，试求： 1)求其远点距离，2)求近点距离，3)应配戴多少度的近视眼镜，其焦距是多少？（7 分） 答：1）由题意知， 120.5rrllm= = 2）由题意知， 1181100.1rpppllllm= = 3） 则应佩戴 200o的镜子，其焦距 0.5rflm= 5、相物镜对天空中目标亮度2/2000mcd成像，采用光圈数为 F=8， 1）其视场中心部分像面的照度多大？（设光学系统的透过率为 0. 8） 2）此时照相机的理论分辨率多大？（

13、7 分） 答：1）当物体无限远时，视场中心像面照度为 22214 110.8200048 19.635DELf= lx2）按照瑞利准则，相机物镜的理论分辨率为 1.22LDNf=（取=0.555m） 1475 184.375LDNf lp=6、微镜物镜的垂轴放大倍率=3，数值孔径1 . 0=NA，共轭距mmL180=，物镜框是孔径光阑，目镜焦距mmfe25 =， 1）求显微镜的视觉放大倍率；2）求出瞳直径及出瞳距；4）当入射光波长mm550=时，显微镜的分辨率； 4）求物镜的通光口径（7 分） 。 答：设物距为l，像距为 l，物镜焦距为f，则有 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro

14、“ 试用版本创建 长 春 理 工 大 学 试 题 纸（ A 卷） 180 3ll ll = = 求得 135,45lmm lmm= 再由高斯公式 111 llf= 求得33.75fmm= 1）显微镜视觉放大倍率 250330eef = = 2）出瞳直径 500500 0.11.6730NADmm= =出瞳距为入瞳对目镜所成像的像距，由牛顿公式得 25 254.63135 254.6329.63zexxff ffxxxmmlfxmm= =+=+=3）显微镜分辨率为 0.610.61 0.553.3550.0033550.1NAmmm=4）物镜的通光孔径 2sin2 0.1 459ulmm= PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建