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长春理工大学答案纸（A卷）得分一、回答下列问题（每小题3分，共30分）1、一个同心弯月镜，球心为C，在均匀介质（空气）中，其节点在何位置？其主平面在何位置？答：由节点定义：角放大倍率为1的对点又主平面的垂轴放大倍率为1.所以，如图所示，球心C点即为主点，又为节点。过C点垂直于光轴的面即为主平面。2、目镜的作用是形成实像还是虚像？是倒立像还是正立像？是放大像还是缩小像？答：目镜成放大正立的虚像。3、试述马吕斯定律。答：马吕斯定律：光线束在各向同性的均匀介质中传播时，始终保持着与波面的正交性，并且入射波面与出射波面对应点之间的光程均为定值。4、为什么光楔有色散作用？当光楔顶角为θ时，光楔对F光和C光的角色散公式。答：因为同一角度入射到光楔上的不同波长的单色光，不同波长的单色光有不同的折射率，所以将有不同的偏向角，白光经棱镜后会分解为各种色光，产生色散.θδ)1(−=FFn，θδ)1(−=CCn，所以θδδδ)(CFCFnn−=−=5、角放大倍率和视觉放大倍率的本质区别是什么？望远镜的角放大倍率和视觉放大倍率有何异同？答：视觉放大率为用仪器观察物体时视网膜上的像高iy′与人眼直接观察物体时视网膜上的像高ey′之比，即eiyy′′=Γ。角放大倍率为γ，是物方视场角与像方视场角之比。望远系统γωω=′=Γtgtg。6．当光学系统孔径增大时，球差变化否？慧差变化否？当时视场增大时，球差变化否？慧差变化否？答：孔径增大时，球差增大，彗差增大，视场增大时，球差不变，彗差增大。7.欲看到人体的全身像，平面反射镜尺寸至少多大？如何放置？镜中的像放大倍率为多少？为什么？答：欲看到人体全身像，平面反射镜应为人的高度一半，放置如图所示。图中a=b，c=d，镜长为b+c，人高为a+b+c+d,所以镜为人的一半，放在人前略高于人眼。平面镜成大小相等的虚像，所以1=β.编号2005---2006学年第1学期审核责任人签字科目应用光学参考班级光电工程系全体题号一二三四五六七八九十总分命题教师印数得分评阅人王文生CHabcd眼-1-长春理工大学答案纸（A卷）8、孔径光阑的作用是什么？一测量显微镜欲采用物方远心光路，孔径光阑应放何处？答：孔径光阑作用：限制轴上点进入光学系统成像光束的口径。孔径光阑应放在显微物镜的像方焦平面上。9、场镜的作用是什么？若把一场镜（凸平）放置于望远物镜的像面上，场镜的垂轴放大倍率多大？场镜的初级球差多大？答：场镜是用来降低主光线在后面系统的投射高度。场镜放在像面处，，因为场镜，所以球差为0。×=1β0=′=ll10.一个人的眼睛的远点距为—500mm，需带多大度数眼镜？眼镜的焦距是多少？答：，所以m.mmlr50500−=−=20021==Dlr度，需带200度的眼镜。焦距mmlfr500−==′得分二、作图（每小题5分，共20分）1.为使刻卜勒望远镜形成正立的像你采用何种棱镜？画出带有该棱镜的刻卜勒望远镜的光路图。解：采用保罗棱镜，如图所示：分划板2.欲使某光路偏转90度，且棱镜的位置误差不影响出射光束的方向，你将采用何种棱镜？并画出该棱镜的光路图。解：3.画出出射光束的成像方向解：Yx-2-长春理工大学答案纸（A卷）4.画出虚物点A的像点A′的位置解：'FFAF′FABB′A′得分三、计算题（共50分）1、一望远镜视放大倍率为0.5﹡放置在照相物镜前，照相物镜的焦距为200mm，1）画出该装置简化的光学系统图。2）求组合系统的焦距。（10分）解：Q050f.=Γ∴为伽利略型又，所以光学系统图为：×==⇒==Γ2150γβγ/.FHuf′h′heF0F′设入射高度为h，则=h′hh2=Γ，fhfhusin′=′=物Q，mmff1002=′=′∴物2、设计一显微物镜，要求ß=-5﹡，NA=0.15，物面到像面的共轭距离为180mm。1）求显微物镜的物距，像距，焦距和物镜的通光孔径。2）若该物镜与一目镜组成一显微镜，目镜的焦距为25mm，求该显微镜的视觉放大倍率，分辨率（对可见光谱的物体成像）和景深。（15分）解：（1）由⎪⎩⎪⎨⎧−===+−5'180'βllll⇒⎩⎨⎧=−=mmlmml150'30又'11'1fll=−⇒f'=25mm又NA=nsinu=0.1,n=1sinu=0.1⇒又sinu=lD−2/mmulD61.0302sin2=××=−=⇒（2）eΓ=Γβ1025250'250===Γefe×−=×−=Γ∴5010596.00002.05551.61.661.0′≈=×===nmNAλλσ景深2mmNAn01.015.050062502501=×′′×=Γ=∆εul−l′物像-3-长春理工大学答案纸（A卷）3、望远物镜焦距f′=200mm,1)欲使该望远物镜的分辨率为3′′，该物镜的相对孔径应多大？2）如果该物镜与目镜组成一望远系统，目镜的焦距为20mm,该望远镜的视觉放大倍率多大？出瞳直径多大？出瞳距多大？（15分）解：（1）由mmDD7.4630143014=′′′′=⇒′′=′′=γ234.02007.46==′∴fD道威判断：mmDD403012=⇒′′=′′=γ5/120040==′fD（2）×−=−=′′−=Γ1020200eoffQ望远系统的孔径光阑是物镜框∴物镜框经目镜所成的像为出瞳mmffleo22020200)(−=−−=′+′−=由efll′=−′111即20122011=+′lmml11=′⇒即为出瞳距出瞳直径D′为物镜经目镜所成的像y′2yyll′−=′−=β即Dllylly⋅′=⋅′=′22D′=mmy34.27.46220112=⋅=′道威判断：D′=mmy240220112=⋅=′4、一ISO100的照相胶卷，正常的曝光量为0.1lxs(勒克斯·秒)，用照相机白天拍摄动态物体，若物体的亮度为2000cd/㎡，选用1/1000秒的快门速度，问：1）为获得正确的曝光量，照相机的镜头光圈数应为多大？（忽略相机的光能损失，提示：曝光量等于像面照度乘以曝光时间）2）此时照相机的分辨率为多少？（10分）。解：（1）100100011.01.01.0===⇒⋅=tEtE又2)(41fDLE′=τπ100,/2000,12===EmcdLτπππ5110220001004==′⇒′=×fDfD496.35≈==′=πDfF（2）75.368414754/1475===LNeF0f′ef′−l′物目出瞳-4-