工程光学试卷.doc

工程光学(上):(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? :(共 18 分,每题 3 分) 1 .求像 A'B'2 .求像 A'B'3 .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 F 2题 2-3 图 F 1F 1' F 2' AB C AB题 2-1 图 F' ABFHH'题 2-2 :(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: ①________________________________________________ ②________________________________________________ 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: ________________________, z xy物镜题 2-4 图题 2-5 图 F z xy题 2-6 图________________________ 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。:(共 60 分) 1. 一透镜焦距 mm f 30 '?, 如在其前边放置一个 x6???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。( 10 分) 2. 已知 mm r 20 1?, mm r 20 2??的双凸透镜, 置于空气中。物A 位于第一球面前 mm 50 处, 第二面镀反射膜。该物镜所成实像 B 位于第一球面前 mm 5 , 如图所示。若按薄透镜处理,求该透镜的折射率 n 。( 20 分) 3. 已知物镜焦距为 mm 500 , 相对孔径 10 1 , 对无穷远物体成像时, 由物镜第一面到像平面的距离为 mm 400 ,物镜最后一面到像平面的距离为 mm 300 。(1) 按薄透镜处理,求物镜的结构参数;( 8 分) (2 )若用该物镜构成开普勒望远镜,出瞳大小为 mm 2 ,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):(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? 答:摄影物镜的三个重要参数是:焦距'f 、相对孔径'/fD 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