1、工程光學（上）期末考試試卷一問答題：（共12分，每題3分）1攝影物鏡的三個重要參數是什么？它們分別決定系統的什么性質？2為了保證測量精度，測量儀器一般采用什么光路？為什么？3顯微物鏡、望遠物鏡、照相物鏡各應校正什么像差？為什么？4評價像質的方法主要有哪幾種？各有什么優缺點？二圖解法求像或判斷成像方向：（共18分，每題3分）1求像AB2求像AB3求物AB經理想光學系統后所成的像，并注明系統像方的基點位置和焦距4判斷光學系統的成像方向5求入瞳及對無窮遠成像時50%漸暈的視場6判斷棱鏡的成像方向CAB題2-1圖FABFHH題2-2圖F2題2-3圖F1F1F2ABzxy物鏡題2-4圖題2-5圖FFzx

2、y題2-6圖 三填空：（共10分，每題2分）1照明系統與成像系統之間的銜接關系為：_2轉像系統分_和_兩大類，其作用是：_3一學生帶500度近視鏡，則該近視鏡的焦距為_,該學生裸眼所能看清的最遠距離為_。4光通過光學系統時能量的損失主要有：_,_和_。5 激光束聚焦要求用焦距較_的透鏡，準直要用焦距較_的透鏡。6 四計算題：（共60分）1一透鏡焦距，如在其前邊放置一個的開普勒望遠鏡，求組合后系統的像方基點位置和焦距，并畫出光路圖。（10分）2已知，的雙凸透鏡，置于空氣中。物A位于第一球面前處，第二面鍍反射膜。該物鏡所成實像B位于第一球面前，如圖所示。若按薄透鏡處理，求該透鏡的折射率n。（20分

3、）3已知物鏡焦距為，相對孔徑，對無窮遠物體成像時，由物鏡第一面到像平面的距離為，物鏡最后一面到像平面的距離為。（1）按薄透鏡處理，求物鏡的結構參數；（8分）（2）若用該物鏡構成開普勒望遠鏡，出瞳大小為，求望遠鏡的視覺放大率；（4分）（3）求目鏡的焦距、放大率；（4分）（4）如果物鏡的第一面為孔徑光闌，求出瞳距；（6分）（5）望遠鏡的分辨率；（2分）（6）如果視度調節為折光度，目鏡應能移動的距離。（2分）（7）畫出光路圖。（4分）工程光學（上）期末考試參考答案一簡答題：（共12分，每題3分）1攝影物鏡的三個重要參數是什么？它們分別決定系統的什么性質？答：攝影物鏡的三個重要參數是：焦距、相對孔徑和

4、視場角。焦距影響成像的大小，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。2為了保證測量精度，測量儀器一般采用什么光路？為什么？答：為了保證測量精度，測量儀器一般采用物方遠心光路。由于采用物方遠心光路時，孔徑光闌與物鏡的像方焦平面重合，無論物體處于物方什么位置，它們的主光線是重合的，即軸外點成像光束的中心是相同的。這樣，雖然調焦不準，也不會產生測量誤差。3顯微物鏡、望遠物鏡、照相物鏡各應校正什么像差？為什么？答：顯微物鏡和望遠物鏡應校正與孔徑有關的像差，如：球差、正弦差等。照相物鏡則應校正與孔徑和視場有關的所有像差。因為顯微和望遠系統是大孔徑、小視場系統，而照相系統則是一個大孔徑、大視

5、場系統。4評價像質的方法主要有哪幾種？各有什么優缺點？答：評價像質的方法主要有瑞利（Reyleigh）判斷法、中心點亮度法、分辨率法、點列圖法和光學傳遞函數（OTF）法等5種。瑞利判斷便于實際應用，但它有不夠嚴密之處，只適用于小像差光學系統；中心點亮度法概念明確，但計算復雜，它也只適用于小像差光學系統；分辨率法十分便于使用，但由于受到照明條件、觀察者等各種因素的影響，結果不夠客觀，而且它只適用于大像差系統；點列圖法需要進行大量的光線光路計算；光學傳遞函數法是最客觀、最全面的像質評價方法，既反映了衍射對系統的影響也反映了像差對系統的影響，既適用于大像差光學系統的評價也適用于小像差光學系統的評價。

6、二圖解法求像或判斷成像方向：（共18分，每題3分）1求像AB（圖中C為球面反射鏡的曲率中心）2求像AB3求物AB經理想光學系統后所成的像，并注明系統像方的基點位置和焦距4判斷光學系統的成像方向5求入瞳及對無窮遠成像時50%漸暈的視場6判斷棱鏡的成像方向CAB題2-1圖ABAFABFHH題2-2圖B HFF2題2-3圖F1F1F2ABABf zxy物鏡題2-4圖zxy入瞳孔徑光闌題2-5圖FF視場角2zxy題2-6圖zxy 三填空：（共10分，每題2分）1照明系統與成像系統之間的銜接關系為：_照明系統的拉赫不變量要大于成像系統的拉赫不變量_保證兩個系統的光瞳銜接和成像關系_2轉像系統分_棱鏡式_

7、和_透鏡式_兩大類，其作用是：_使物鏡所成的倒像轉變為正像。3一學生帶500度近視鏡，則該近視鏡的焦距為_-0.2 米_,該學生裸眼所能看清的最遠距離為_眼前0.2米_。4光通過光學系統時能量的損失主要有：_兩透明介質面上的反射損失_,_介質吸收的損失_和_反射面的光能損失_。5激光束聚焦要求用焦距較_短_的透鏡，準直要用焦距較_長_的透鏡。四計算題：（共60分）1一透鏡焦距，如在其前邊放置一個的開普勒望遠鏡，求組合后系統的像方基點位置和焦距，并畫出光路圖。（10分）解：, 求得： 答：組合后的焦距是-180mm。基點位置如圖所示。其光路圖如下所示：f3=30-h2-fF3(F)F1(F2)h

8、1-feHfo物鏡目鏡lH 2已知，的雙凸透鏡，置于空氣中。物A位于第一球面前處，第二面鍍反射膜。該物鏡所成實像B位于第一球面前，如圖所示。若按薄透鏡處理，求該透鏡的折射率n。（20分）解：l2-l3-l2=-l3-l=50dBABAl1 設：透鏡的折射率為n 物點A經折射成像在A處，將已知條件代入公式 得 - A經反射后，成像于B點。故將，代入反射面公式，得： - B點再經折射成像在B點。根據光路的可逆性，將B視為物，B點視為像，有，代入折射公式，得： - 由式解得： 答：透鏡的折射率為1.6。3已知物鏡焦距為，相對孔徑，對無窮遠物體成像時，由物鏡第一面到像平面的距離為，物鏡最后一面到像平面的距離為。（1）按薄透鏡處理，求物鏡的結構參數；（8分）（2）若用該物鏡構成開普勒望遠鏡，出瞳大小為，求望遠鏡的視覺放大率；（4分）（3）求目鏡的焦距、放大率；（4分）（4）如果物鏡的第一面為孔徑光闌，求出瞳距；（6分）（5）望遠鏡的分辨率；（2分）（6）如果視度調節為折光度，目鏡應能移動的距離。（2分）（7）畫出光路圖。（4分）解：根據題意，畫出物鏡的結構圖如下：f=500400300dHFu2h1F1h2u1 (1)將和代入公式 ，得： 將代入牛頓公式 ，得：(2)