《天大工程光学(上)期末考试试卷及答案》由会员分享，可在线阅读，更多相关《天大工程光学(上)期末考试试卷及答案（12页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、工程光学（上）期末考试试卷一. 问答题：（共12分,每题3分）1 .摄影物镜的三个重要参数是什么？它们分别决定系统的什么性质？2. 为了保证测量精度,测量仪器一般采用什么光路?为什么？3. 显微物镜、望远物镜、照相物镜各应校正什么像差？为什么？4. 评价像质的方法主要有哪几种？各有什么优缺点？二. 图解法求像或判断成像方向：（共18分,每题3分）1.求像AB2.求像AB3.求物AB经理想光学系统后所成的像,并注明系统像方的基点位置和焦距4.判断光学系统的成像方向5.求入瞳及对无穷远成像时50%渐晕的视场6.题2-3图题2-4图题2-5图题2-6图三. 填空：（共10分,每题2分）1. 照明系统
2、与成像系统之间的衔接关系为： 2. 转像系统分和两大类,其作用是：3. 一学生带500度近视镜,则该近视镜的焦距为,该学生裸眼所能看清的最远距离为.4. 光通过光学系统时能量的损失主要有： 和.5. 激光束聚焦要求用焦距较的透镜,准直要用焦距较的透镜。四. 计算题：（共60分）1. 一透镜焦距f=30mm,如在其前边放置一个r = -6、的开普勒望远镜,求组合后系统的像方基点位 置和焦距,并画出光路图。（io分）2. 已知ri = 20mm , r = -20mm的双凸透镜,置于空气中。物A位于第一球面前50处,第二面镀 反射膜。该物镜所成实像B位于第一球面前5哑,如图所表示。假设按薄透镜处理
3、,求该透镜的折射率 n（20 分）3. 已知物镜焦距为500,相对孔径？10 ,对无穷远物体成像时,由物镜第一面到像平面的距离为 400,物镜最后一面到像平面的距离为300.（1）按薄透镜处理,求物镜的结构参数；（8分）（2）假设用该物镜构成开普勒望远镜,出瞳大小为2mm,求望远镜的视觉放大率；（4分）（3）求目镜的焦距、放大率；（4分）（4）如果物镜的第一面为孔径光阑,求出瞳距；（6分）（5）望远镜的分辨率；（2分）（6）如果视度调节为折光度,目镜应能移动的距离。（2分）（7）画出光路图。（4分）工程光学（上）期末考试参考答案简答题：（共12分,每题3分）1 .摄影物镜的三个重要参数是什么？
4、它们分别决定系统的什么性质？答：摄影物镜的三个重要参数是：焦距f、相对孔径D仃和视场角2.焦距影响成像的大小,相对孔 径影响像面的照度和分辨率,视场角影响成像的范围。2. 为了保证测量精度,测量仪器一般采用什么光路？为什么？答：为了保证测量精度,测量仪器一般采用物方远心光路。由于采用物方远心光路时,孔径光阑与物镜 的像方焦平面重合,无论物体处于物方什么位置,它们的主光线是重合的,即轴外点成像光束的中 心是相同的。这样,虽然调焦不准,也不会产生测量误差.3. 显微物镜、望远物镜、照相物镜各应校正什么像差？为什么？答：显微物镜和望远物镜应校正与孔径有关的像差,如：球差、正弦差等.照相物镜则应校正与
5、孔径和 视场有关的所有像差.因为显微和望远系统是大孔径、小视场系统,而照相系统则是一个大孔径、 大视场系统。4. 评价像质的方法主要有哪几种？各有什么优缺点？答：评价像质的方法主要有瑞利（Reyleigh）判断法、中心点亮度法、分辨率法、点列图法和光学传递 函数（OTF）法等5种。瑞利判断便于实际应用,但它有不够严密之处,只适用于小像差光学系统； 中心点亮度法概念明确,但计算复杂,它也只适用于小像差光学系统;分辨率法十分便于使用,但 由于受到照明条件、观察者等各种因素的影响,结果不够客观,而且它只适用于大像差系统;点列 图法需要进行大量的光线光路计算；光学传递函数法是最客观、最全面的像质评价方
6、法,既反映 了衍射对系统的影响也反映了像差对系统的影响,既适用于大像差光学系统的评价也适用于小像 差光学系统的评价。图解法求像或判断成像方向：（共18分,每题3分）1 .求像AB（图中C为球面反射镜的曲率中心）2 .求像AB3. 求物AB经理想光学系统后所成的像,并注明系统像方的基点位置和焦距4. 判断光学系统的成像方向5. 求入瞳及对无穷远成像时50%渐晕的视场6. 判断棱镜的成像方向题2-2图题2-6图题2-4图题2-3图填空：（共10分,每题2分）1. 照明系统与成像系统之间的衔接关系为： 照明系统的拉赫不变量要大于成像系统的拉赫不变量 保证两个系统的光瞳衔接和成像关系2 .转像系统分和
7、 透镜式两大类,其作用是：使物镜所成的倒像转变为正像。3. 一学生带500度近视镜,则该近视镜的隹距为-0。2米 ,该学生裸眼所能看清的最远距离为 眼前0.2米。4. 光通过光学系统时能量的损失主要有：两透明介质面上的反射损失,介质吸收的损失和反射面的光能损失.5. 激光束聚焦要求用焦距较短一的透镜,准直要用焦距较一长一的透镜。四.计算题：（共60分）1.一透镜焦距广=3mm,如在其前边放置一个r =-6、的开普勒望远镜,求组合后系统的像方基点位 置和焦距,并画出光路图。（1。分）解:feh2-6求得：T80（mm）lf3+(-f) = 30 + 180 = 210 (mm)l F = 30
8、（mm）答：组合后的焦距是-180mm。基点位置如图所表示。其光路图如下所示：2. 已知,2=-2刀的双凸透镜,置于空气中物A位于第一球面前处,第二面镀反射膜。该物镜所成实像B位于第一球面前5mm,如图所表示。假设按薄透镜处理,求该透镜的折射率no（20分）解:设：透镜的折射率为nn n nn 物点A经,折射成像在A处,将已知条件1 = -50mm代入公式7 7 厂 得n 1 n 一 1亍-项_1 1 2A经r反射后,成像于B点。故将12 =1 d =1,代入反射面公式1广r ,得:B点再经r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-13 =以+ 5) = 5,代入折射公式
9、,得:11 n 1 = 由式解得：答：透镜的折射率为1。6。n = 1.612 5203. 已知物镜焦距为5。mm ,相对孔径110 ,对无穷远物体成像时,由物镜第一面到像平面的距离为400mm,物镜最后一面到像平面的距离为30。(1) 按薄透镜处理,求物镜的结构参数；(8分)(2) 假设用该物镜构成开普勒望远镜,出瞳大小为2mm,求望远镜的视觉放大率；(4分)(3) 求目镜的焦距、放大率；(4分)(4) 如果物镜的第一面为孔径光阑,求出瞳距；(6分)(5) 望远镜的分辨率；(2分)(6) 如果视度调节为5折光度,目镜应能移动的距离。(2分)(7) 画出光路图。(4分)解：根据题意,画出物镜的
10、结构图如下：. f Hh21H.300.FwF4 00tgu 2h(1)将f= 500mm和=100如代入公式tgu i1 30,得:=250(mm)将 = d -代入牛顿公式侦,得:f2=300(mm)因则:1D = 500 x 而=5g)fe = 500 = 20(mm)25250(4)望远镜系统的结构如下列图所示:=100mm 和 f2 = -200mm 代入公式 I I f得:11 = 66.67mm=(66.67 + 320) = 386.67mm和 fe = 20mm 代入公式 I I f得出瞳距：z = 21.09(mm)(5)140 14050=2.8位=+ 虹=+ 空= +2(mm)1000 1000(7)望远系统光路图如下:
