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1、考试试题纸(A卷)课程名称 应用光学专业班级 题号一二三四五六七八九十总分题分 备注: 学生不得在试题纸上答题(含填空题、选择题等客观题 一、 选择题(每题1分,共5分)1发生全反射现象的必要前提是:A)光线由光疏介质到光密介质传播 B) 光线由光密介质到光疏介质传播C)光线在均匀介质中传播 D) 以上情况都可能产生2周视照相机可以拍摄大视场景物,其利用的:A)节点的性质 B)主点的性质 C)焦点的性质 D)以上答案都正确 3在望远镜的视度调节中,为适应近视人群,应采取的是:A)使物镜远离目镜 B)使目镜远离物镜 C)使目镜靠近物镜 D)应同时调节物镜和目镜4棱镜系统中加入屋脊面,其作用是:A
2、改变光轴的方向 B)改变主截面内像的方向 C)改变垂轴于主截面方向上像的方向 D)以上都正确5光学系统中场镜的作用是:A)改变成像光束的位置 B)减小目镜的尺寸 C)不改变像的成像性质 D)以上都正确二、 填空题(每题2分,共10分)1显微镜中的光学筒长指的是( )2光学系统中像方顶截距是( )3用波像差评价系统成像质量的瑞利准则是( )4望远系统中物镜的相对孔径是( )5棱镜的转动定理是( )三、 简答题(共20分)1什么叫孔径光阑?它和入瞳和出瞳的关系是什么?(4分)2什么叫视场光阑?它和入窗和出窗的关系是什么?(4分)3几何像差主要包括哪几种?(4分)4. 什么叫远心光路?其光路特点是什
3、么?(4分)5. 照相机中F数是什么意思?光圈指的是什么?(4分) 四、分析作图题(共25分)1. 已知正光组的F和F,求轴上点A的像,要求用五种方法。(8分)2. 已知透镜的焦距公式为,分析双凹透镜的基点位置,并画出FFL、BFL和EFL的位置。(9分)3. 判断下列系统的成像方向,并画出光路走向(8分) (a) (b)五、计算题(共35分)1由已知,的两个薄透镜组成的光学系统,对一实物成一放大4倍的实像,并且第一透镜的放大率,试求:1.两透镜的间隔;2.物像之间的距离;3.保持物面位置不变,移动第一透镜至何处时,仍能在原像面位置得到物体的清晰像?与此相应的垂铀放大率为多大?(15分)2.
4、已知一光学系统由三个零件组成,透镜1:,口径;透镜2:,口径,它和透镜1之间的距离为;光阑3口径为20mm,它和透镜2之间的距离。物点A的位置,试确定该光组中,哪一个光孔是孔径光阑,哪一个是视场光阑?(20分) 试题标准答案及评分标准用纸 课程名称:应用光学 (A卷)一、选择题(每题2分,共10分)1B;2A;3C;4C;5D二、填空题(每题2分,共10分)1物镜的像方焦点到目镜物镜焦点之间的距离2又叫后截距,用表示,是系统最后一个面的顶点到像方焦点之间的距离3一般认为最大波像差小于四分之一波长,则系统质量和理想光学系统没有显著差别4入瞳直径D和物镜焦距之比5假设物空间不动,棱镜绕P转,则像空
5、间先绕P转,后绕P转三、简答题(每题4分,共20分)1限制进入光学系统的成像光束口径的光阑叫空径光阑。把孔径光阑在物空间的共轭像称为入瞳,空径光阑在系统像空间所成的像称为出瞳,入瞳和出瞳是物和像的对应关系。2限制成像范围的光阑叫视场光阑。视场光阑在物空间的像称为入射窗,在像空间所成的像称为出射窗。3主要有七种:球差、彗差(正弦差)、像散、场曲、畸变、位置色差、倍率色差。4物方远心光路和像方远心光路统称为远心光路。特点:物方远心光路中的入射光束的主光线都和光轴平行,像方远心光路中出射光束的主光线都和光轴平行。5F数指的是物镜的相对孔径的倒数,F数又称为光圈。四、 分析作图题(共25分)1如图:2
6、可知:r1 0,d为任意值,把的表达式代入和,分析后可得:,其基点位置:3. (a) (b) 五、计算题(共35分)1解:1)2)3)即保持共轭距L1不变第一透镜的共轭距:又:,可得:和此时:2解:1)由于透镜1的前面没有任何光组,所以它本身就是在物空间的像。2)先求透镜2被透镜1所成的像。也就是已知像求物利用高斯公式:;可得:求得:;3)求光阑3被前面光组所成的像。a. 先求光阑3被透镜2所成的像因为l 2 = 30mm,利用高斯公式得:;解得:又:y2 = D3/2 = 10mm,y2对透镜1来说是像,故 y1 = y2 =13.33mm 因为l2 = l1 d1 ,所以 :b. 再对透镜1求此像所对应的物,仍利用高斯公式:;得:;4)物点A对光阑D1 的张角:对D2的张角:对光阑D3 的张角:可见u2 为最小,说明光阑像D2 限制了物点的孔径角,故透镜2为孔径光阑。 5)像高(D/2)对入瞳中心的张角最小的为视场光阑D1对入瞳中心的张角:D2本身是入瞳中心D3对入瞳中心的张角:由于tgw3最小,所以光阑3是视场光阑