2008试卷答案

学院姓名学号任课老师选课号………密………封………线………以………内………答………题………无………效……第1页共6页电子科技大学二零零八至二零零九学年第一学期期末考试应用光学课程考试题---卷（120分钟）考试形式：闭卷考试日期2008年12月日课程成绩构成：平时分，期中分，实验分，期末分一二三四五六七八九十合计一、填空题（1分×20＝20分）1.几何光学中研究光的传播，并不把光看作是电磁波，而是把光看作线段。2.单个折射球面的主点位置在球面顶点。3.共轴系统的基点包括一对主平面，加上两对共轭点，一是无穷远轴上物点和像方焦点，二是物方点焦点和无穷远轴上像点。4．如果物像空间的折射率相等，则物方节点与物方主点的距离为_____0_____。5．对目视光学仪器的两个要求是：扩大视角和目标成像后成像在无限远，或者说出射光线平行。6.望远镜和显微镜的基本结构元件相同，但功能不同，一个用于望远，另一个用于观近。它们在光学结构上的的主要不同点是__前者物镜的像方焦点和目镜物方焦点重合，后者不重合__。7.根据目镜光焦度的正负不同，望远镜分为开普勒望远镜和伽利略望远镜。8、屋脊棱镜中屋脊面的作用是(在不改变光轴方向和主截面内成像方向的条件下)，增加一次反射，使系统总的反射次数由奇数变成偶数，从而达到物象相似。9.为了使棱镜和共轴球面系统组合后，仍能保持共轴球面系统的特性，对棱镜的结构主要有两个要求，一是棱镜展开后玻璃板的两个表面必须平行，二是如果棱镜位于会聚光束中，则光轴必须和棱镜的入射及出射表面垂直。10.在有些连续成像的光学系统中经常采用场镜，它的作用是降低出射光束的投射高。11.余弦发光体的光亮度与方向无关，而发光强度与方向有关。12.当没有斜光束渐晕时，随着像方视场角的增加，像平面的光照度按照视场角余弦的四次方降低。13.描述彩色的三种特点是明度、色调、饱和度。二简答题（4分×5＝20分）1.什么是光学系统的主平面？它有什么性质？答：1的一对共轭面。物空间一条入射光线与物方主平面的交点，离轴高度与出射光线与象方主平面的交点离轴高度相等。学院姓名学号任课老师选课号………密………封………线………以………内………答………题………无………效……第2页共6页2.什么是孔径光阑？什么是视场光阑？如何确定一个光学系统的孔径光阑？答：限制进入系统光束口径大小的光阑为孔径光阑。限制系统成象范围的光阑为视场光阑。将所有光阑对前方光组成像，其中像与轴上物点夹角最小者所对应的光阑为孔径光阑。3.像方焦点与物方焦点是否相互共轭，为什么？答：否，因为像方焦点和物方无穷远处共轭，物方焦点与像方无穷远处共轭。4.什么是像差？单色像差包括哪几类？答：实际像与理想像之间的差别，单色像差包括球差、慧差、象散、象场弯曲、畸变。5.简述成像系统像质评价的方法及其应用范围。答：①几何像差；②波像差；③分辨率检验应用阶段④光学传递函数设计和应用阶段三作图与成像方向判断（20分）1.求物体AB的像(注意物体为虚物)。(5分)设计阶段学院姓名学号任课老师选课号………密………封………线………以………内………答………题………无………效……第3页共6页2.用作图法求出下图所示组合光学系统的物方和像方主点和焦点的位置。（7分）3.判断下面各棱镜或棱镜系统的转像情况。设输入为右手坐标系，画出相应的输出坐标系（第二个为两主截面相互垂直）。(8分)ABF’FHH’F1H1H1’H2H2’F1’F2F2’F’FHH’Xyzxyzxyzxxzy学院姓名学号任课老师选课号………密………封………线………以………内………答………题………无………效……第4页共6页四、计算题(40分)1、设有一半径为3cm的凹球面，球面两侧介质的折射率分别为n=1和n’=1.5，一会聚光束入射到界面上，光束的顶点在球面右侧距球面顶点3cm处，求像的位置？解：rnnsnsn'''，将n=1,n’=1.5,r=-3cm,s=3cm代入，测得s’=9cm2、已知两个光学系统的焦距分别为求组合系统的主平面和焦点位置。（8分）1、焦点位置的计算2、焦点的计算3、用一正常调节的开普勒望远镜观察远处的星，设望远镜的物镜和目镜都可看作是单薄透镜，物镜焦距为mmfo80'，相对孔径5.0/'ofD，目镜焦距为mmfe10'，位于物镜后焦面的分划板直径为10mm,物镜为孔径光阑，分划板通光孔为视场光阑，试求：（12分）求:1.出瞳的位置和大小?2.视放大率为多少?3.入窗和出窗的位置?4.物方和像方视场角各为多少?解：1.位置：'11'111ef，90'1eoff，25.11'1l50;100;100'2'211dffff20050)100)(100(20050)100)(100(5010010050'11'22'2'1ffxffxffdFF20020050)100(100'''2'1fffff学院姓名学号任课老师选课号………密………封………线………以………内………答………题………无………效……第5页共6页大小：mmDDmmDllee5125.040';40;125.09025.111'12.8540'DD3.入窗和出窗的位置分别在物面及像方无穷远。或者'11'1011f,80'1of,'1l；'11'122ef,102ef,'2l4.15.780522/tan221‘物分fD32.5710522/tan221'’目分fD或32.57tantan221'学院姓名学号任课老师选课号………密………封………线………以………内………答………题………无………效……第6页共6页4、人工照明下阅读时，纸面光亮度应大于10cd/m2,假定白纸的漫反射系数为0.75，用60w充气钨丝灯照明，光视效能为15lm/w,求当灯泡离纸面距离不大于多少时，才能产生所要求的光亮度（假定纸面与照射光线方向垂直）？（10分）解：lmKe9006015cdI66.7160154900lxLE87.4175.010mEIllIE3.187.4166.712ml3.1