1、 工程光學(xué)習(xí)題解答-第七章-典型光學(xué)系統(tǒng) 作者： 日期： 2 工程光學(xué)習(xí)題解答 典型光學(xué)系統(tǒng) 第七章 D8D2? 一個(gè)人近視程度是，求：（屈光度），調(diào)節(jié)范圍是1 1（）遠(yuǎn)點(diǎn)距離； （2）其近點(diǎn)距離； （3）配戴100度近視鏡，求該鏡的焦距； （4）戴上該近視鏡后，求看清的遠(yuǎn)點(diǎn)距離； （5）戴上該近視鏡后，求看清的近點(diǎn)距離。12R?)(1/m 解： lrml?0.5 r DA?8D?2A?R?PR? D108?P?R?A?2 11?1ml.?0 p10P1?Dmf1? ?f?DD?1RR? ?l?1m R?D?8AD?1RA?R?P ?D?R9?A?P? 1?m.11?0l? P9?mmf25?

2、mm50?18mmD，像距離眼，眼睛距放大鏡為一放大鏡焦距2，通光孔徑%k?50250mm）3（視覺放大率；睛在明視距離2，漸暈系數(shù)為）線視場；（1，試求（） 物體的位置 eye 3 工程光學(xué)習(xí)題解答 ?mm?18Dmmf?25mml25050mmP?P? 已知：放大鏡 放%K?50 l y 2 求：?D?P?1 解：?f?50250P250?1?1? ?2525ff9?10?1?2? D18放?18?tg0.%50K? 由 可得：?502P*2?180.tg?02tg.?0 ?tg9y?tgmmy?Dtg250?*0.02?5 Dmm2y?10 方法二：?mm?250*tg?tg45?0.1

3、8y ?mm?22.2l?mm200?l?mm?250f e?y200lX?9? l22.2y2y?10mm ?D?50?250?D?Pl?l200?Pmm 111111? ?fll?200l25l?22.22mm x?3?mm?L180.NA?01，物3一顯微鏡物鏡的垂軸放大率為，共扼距，數(shù)值孔徑?mmf?25 鏡框是孔徑光闌，目鏡焦距。e 4 工程光學(xué)習(xí)題解答 1）求顯微鏡的視覺放大率。 （ ）求出射光瞳直徑。2 （ 。 （3）求出射光瞳距離（鏡目距）?m?055. ）斜入射照明時(shí)，求顯微鏡的分辨率。 （4 （5）求物鏡的通光孔徑。mm2?6y%?50k ，漸暈系數(shù)，求目鏡的通光孔徑。 （

4、6）射物高X?3?mm180.1L?NA?0 共軛距已知：顯微物鏡 物鏡框?yàn)榭讖焦怅@ ?mmf?25 e250250X10? ?25feX?30?*? e10500*.500NA?mm1D.?67? 30? 孔A? ?1? Z : 由物鏡成象關(guān)系?l?mm?l?45?3? l?l?135mm?l180?l)?(?mm160)?ll?(?f eZ111? ?llfeZZ111?lmm.?2962 Z?25160lZ 5 工程光學(xué)習(xí)題解答 道威判斷?m.55.5*0050.?m?75?2. 10.NA?l6229.Z?185.?0 目鏡的 目160?lZ67.1mm02?9.D? 185.0?y2

5、?mm26y?3 y2?%50K?mm?2y18 時(shí)189?0?.tg36 ?25*f2e?l?2D*t Z 36.62*0.29?2* 2mm3321?. ?0.mm00055mm0.000725，斜入射照明，問：4欲分辨的微小物體，使用波長 （1） 顯微鏡的視覺放大率最小應(yīng)多大？ （2） 數(shù)值孔徑應(yīng)取多少適合？ 視場光闌決定了物面大小，而物面又決定了照明 的大小 6 工程光學(xué)習(xí)題解答 5.NA?0mm4?0.2y，物體大小1.25.有一生物顯微鏡，物鏡數(shù)值孔徑，照明燈絲面積2mmmm 采用臨界照明1.2,100,燈絲到物面的距離求聚光鏡焦距和通光孔徑。,2mm5.NA?04y2?0. 已知

6、 燈絲面積 1.21.2 100mm 臨界照明燈絲到物面的距離?f: 和通光孔徑. 求聚?l410.?聚 物 ? :解l231.?A u? ?100(?ll?)?u Bl? ?l l?75mm? ?l?25mm? 111?18.75mmf? 聚?flllNA?nsinu ?30?u5.sinu?0 ?28.3025*tg86mm*30l2D?*tg?2 7 工程光學(xué)習(xí)題解答?kmrad0.10003? ）的兩個(gè)點(diǎn)（設(shè)6為看清4，若用開普勒望遠(yuǎn)鏡觀察，則：處相隔150mm （1）求開普勒望遠(yuǎn)鏡的工作放大倍率； mmL?100 ）若筒長，求物鏡和目鏡的焦距； （2 3）物鏡框是孔徑光闌，求出射光瞳

7、距離； （ 4）為滿足工作放大率的要求，求物鏡的通光孔徑； （D?5 ，求目鏡的移動(dòng)量；（屈光度）（5）視度調(diào)節(jié)在 ?82? ）若物方視場角求象方視場角； （6 %?50K ，求目鏡的通光孔徑。漸暈系數(shù) (7)?mm?150?4000ml? 已知： mm1505?rad10.?75*?3 ）解： （mm4*1000*1000?0003.0068? 有效放大率 5?103.75*X24?16 工作放大率?mm?100ff)?L?(?oe?mm.89f?88?o ?fo?8?11.f11mm?e?f?e?l?100f?11.11l 求ZeZ111111?lmm?12.5 ?fll11.11100l

8、eZZZDD?2.3*8?18.4mm? 2.3R?5Dl?200mm 對于Rl?(11.11?) 1?12.5?200?212.l5? 代入公式 11111? ?flle2?201.39?123.4?0 整理得：11mm62.?0 1R?5Dl?200mm 對于R/?(200?12.5)l?18.75 8 工程光學(xué)習(xí)題解答111? ?ll目 11111? B?1111.llf187 emm.488l?10 Zmm.62011?10.488?11?. 20tg? ?tg?5594.4?tg0?8*tg ?44?258. 5?0.K ?mm5*0.5594?13.?D2*l*tg985?2*12

9、. Z目?82?mm25f?mmf?200,7.一開普勒望遠(yuǎn)鏡,五經(jīng)焦距目鏡的焦距為物方視場角,e0mm?23.750K?%D: 試為了使目鏡通光孔徑漸暈系數(shù)在物鏡后焦平面上放一場鏡,; 求場鏡焦距 (1)5.1n? 折射率求其球面的曲率半徑。, (2)若該場鏡是平面在前的平凸薄透鏡, )h?l*tg11(? 物?m984?*?ftg4200*tg1 闌? ?f?l? ? lD5*.hZZ目?mml?1641. h11Z? ?fl 11e? ?lf1164.20 場 ?fmm.?914 場1?0110?. 211490. 9 工程光學(xué)習(xí)題解答?0?r? 11?011.?0 2?nnnn?1.9

10、0ll? 其中 ?llr?n11.5n? 代入求得： 11.51?1.5? 90.14?rr?45mm ?400fmmD?200mm，9一個(gè)照明器由燈泡和聚光鏡組成，已知聚光鏡焦距通光孔徑mm的圓，試問燈泡應(yīng)安裝在什么位置。 遠(yuǎn)直徑為要求照明距離為53?400fm20mmmm直徑光照明3 處 5 已知： l 求 解： 5 ?l?l?mm14357.l? 1001500111111? ?fll?357.14l400l?188.679mm 2m/2500cd，光學(xué)系統(tǒng)的透過濾用電視攝象機(jī)監(jiān)視天空中的目標(biāo)，設(shè)目標(biāo)的光亮度為11.lx20 0.6為，攝象管靶面要求照度為，求攝影物鏡應(yīng)用多大的光圈。 解

11、： 10 工程光學(xué)習(xí)題解答?X?6?82?mmD5?mm ，無漸暈，14開普勒望遠(yuǎn)鏡的筒長255， ）求物鏡和目鏡的焦距； （1 2 （）目鏡的通光孔徑和出瞳距；?mm?f75 ，求新的出瞳距和目鏡的通光孔徑；（3）在物鏡焦面處放一場鏡，其焦距為 D4? 4（）目鏡的視度調(diào)節(jié)在，求目鏡的移動(dòng)量。（屈光度） 孔闌出 yx?1 ?f?物?8?f?200mm?物?f 解得?目?mm25f?目?225ff?目物 ?D?mm?408?D?D5?mm?)28（D?2?225tg.?6 物目2?f?h*tg?200?tg310.48mm i物h20?i?mm131.23x?xy 由三角形相似得 ?mm68.

12、77y?200?y?x? 有大三角形相似得：DD目目20202? ?fy?x.77?236825131.目D?28.58mm 目?25mmf225?P? 目111?28.125Pmm ?PfP目 11 工程光學(xué)習(xí)題解答77.?y?68l 場111?hi?fl?AAA11 ?75.77l6AA?mm889?827.l? Ah48.10i?01265870?.?tg? ?889827l.A?f?l?（?21.59mmD?2?）tg?2?(827.88925)?0.0126587 A目目111?l?120mm 物鏡經(jīng)場鏡成像 1?75l2001mm25l?9554.145? 經(jīng)目鏡成像2111?l?

13、19?mmP.79 2?l9525Z ?f425?4emm.5?x?2 10001000mm?30fx?6?的開普勒望遠(yuǎn)鏡，求組合后系統(tǒng)一透鏡焦距，如在其前邊放置一個(gè)15 ）的像方基點(diǎn)位置和焦距，并畫出光路圖。fhf?o1?6? ?hff(mm) ?180f 求得：解：, 3e2(mm) 210?180?30fl?f?(?)?3H (mm)30? l F 。基點(diǎn)位置如圖所示。答：組合后的焦距是-180mm 12 工程光學(xué)習(xí)題解答 其光路圖如下所示：物目鏡 )(1 H(F)-2 o=30e3 H mm?20rmm50處，第二面鍍位于第一球面前16已知，的雙凸透鏡，置于空氣中。物A2mm5，如圖所

14、示。若按薄透鏡處理，求該透鏡反射膜。該物鏡所成實(shí)像B位于第一球面前 。（）的折射率n 解： BAA dl =501 =2 3 設(shè)：透鏡的折射率為n rmm?l?50 折射成像在A處，將已知條件代入公式A 物點(diǎn)經(jīng)1n?nnn?rll 得1n1n?2050?l- 1 13 工程光學(xué)習(xí)題解答rl?l?d?l，代入反射面公式 A經(jīng)點(diǎn)。故將反射后，成像于B 2112111211?l10lrll- ，得： 12r點(diǎn)B點(diǎn)。根據(jù)光路的可逆性，將B視為物， B點(diǎn)再經(jīng)折射成像在B 15?5)?l?(d ，代入折射公式，得：視為像，有31n?11?520l- 26.n?1 由式解得： 。答：透鏡的折射率為1.1mm

15、5010，對無窮遠(yuǎn)物體成像時(shí)，由物鏡第一面到像平17已知物鏡焦距為，相對孔徑mmmm400300 面的距離為。，物鏡最后一面到像平面的距離為 1）按薄透鏡處理，求物鏡的結(jié)構(gòu)參數(shù)；（mm2，求望遠(yuǎn)鏡的視覺放大率；）若用該物鏡構(gòu)成開普勒望遠(yuǎn)鏡，出瞳大小為（2 （） ）求目鏡的焦距、放大率；（3 ）如果物鏡的第一面為孔徑光闌，求出瞳距；（）（4 ）望遠(yuǎn)鏡的分辨率；（5 （）如果視度調(diào)節(jié)為?5折光度，目鏡應(yīng)能移動(dòng)的距離。（6 ）畫出光路圖。（7 解：根據(jù)題意，畫出物鏡的結(jié)構(gòu)圖如下： 2 1 d300 400=500f 14 工程光學(xué)習(xí)題解答h?1?f?tgu?2h?1?f1?tgu1?dtgu?hh?

16、211?h?2?tgu?1)250(mmf?mm?500f300mm?100d? 代入公式 和，得： (1)將1ff21?f?)(mmff?300?d?f? 代入牛頓公式，得：將2211D1?)500?50(mmD10f10 (2)，則：因50Dx?25?2D f500xo?25)mm?20?f(fe25(3) ， e250250x?5.?12e20f e 望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如下圖所示：(4物鏡目孔徑光 e=20d300 400 =500 111?lflmm200?mml.l?6667mm?100f?代入公式和，得：將 211111?fllmm20fmm?673863206766l?(.?)?.

17、代入公式將， 和e2l?21.09(mm) 得出瞳距：z140140?2.8D50 (5)22f5205?e?x?2(mm)10001000(6) (7)望遠(yuǎn)系統(tǒng)光路圖如下： 15 工程光學(xué)習(xí)題解答物孔徑光闌 目出瞳 (Fe)FH d ze=20o=500- 18.思考題 1、用一具已正常調(diào)節(jié)的望遠(yuǎn)鏡，用來觀察地面上的建筑物，怎樣調(diào)節(jié)鏡筒的長 度？ 答：一具已正常調(diào)節(jié)的望遠(yuǎn)鏡是用來觀察極遠(yuǎn)的問題的。對物鏡而言，物距 接近無窮遠(yuǎn)，其像距就是物鏡的焦距；而對于目鏡而言，目鏡的物距就是它的焦 距，目鏡的像距為無窮遠(yuǎn)。所以此時(shí)筒長等于兩透鏡的焦距之和。當(dāng)用它觀察地 面上的建筑物時(shí)，此時(shí)物距從無窮遠(yuǎn)變?yōu)橛邢蘧嚯x，像距也從焦點(diǎn)移向焦點(diǎn)的外 側(cè)，所以必須拉長鏡筒才能使物鏡所成的像落在目鏡的物方焦平面上。 攝影物鏡的三個(gè)重要參數(shù)是什么？它們分別決定系統(tǒng)的什么性質(zhì)？2fD/f?2。焦距影響成像的、相對孔徑答：攝影物鏡的三個(gè)重要參數(shù)是：焦距和視場角 大小，相對孔徑影響像面的照度和分辨率，視場角影響成像的范圍。 3為了保證測量精度，測量儀器一般采用什么光路？為什么？孔徑答：為了保證測量精度，