工程光学 练习题-.docx

一、葡答题1、什么是共轴光学系统、光学系统物空间、像空间？2、几何光学的基本定律及其内容是什么？3、什么是志向像和志向光学系统。4、志向光学系统的基点和基面有哪些？5.如何确定光学系统的视场光阑？6、什么是光学系统的孔径光阑和视场光阑？7、成像光学系统有哪两种色差？试说明它们的成因？8、常见非正常眼有哪两种？如何校正常见非正常眼？9、瑞利判据和道威判据。10、光学系统极限辨别角为多大？实行什么途径可以提高极限辨别角？11、相速度、群速度。12、等厚干涉、等倾干涉.13、患更斯一蒋涅耳原理14、请分别写出多缝干涉亮纹和里衍射暗纹条件，并由此简述光栅缺级条件。15、常见非正常眼有哪两种？如何校正常见非正常眼？二、填空题1、在空气和折射率为2的介质界面上发生全反射的临界角是2、空气中，光焦度可表示为=7=-,它表示光学系统对光束汇聚（或发散）的本事。/'或f越小，越大。若>0（'>0）,光组是，也（汇聚或发散）光组，中愈大，汇聚（汇聚或发散）本事愈大，反之亦然。3、凡1次镜面反射或奇数数镜面反射的像称为镜像,物的坐标关系若为右手，则像的坐标关系为左手。4、入瞳孔径越大，则农深越小：对准平面距离越远，则景深越小,5、照相机中的可变光阑起的是孔径光阑的作用,它限制的是一限制进入光学系统成像光束口径。6、单色像卷有（写出其中的三个）：正弦差，善差，像散，场曲，畸变7,望远镜辨别零以能辨别的两物点对望远镜的张角表示:照相系统的辨别率以像平面上衽厘米能辨别的线对数表:示。8、光波的空间周期是指空间频率是指9、干涉条纹的可见度定义为K=当两束相干光振幅相同时，条纹可见度K=J010、如图所示，用波长为2的中色光垂直照椎折射率为%的劈尖薄膜，图中各部分折射率的关系为111<m2<11,o视察反射光的干涉条纹，从劈尖顶起先向右数第6条暗条纹中心所对应的俾度。为_132/4”、（不太确定）。一一.4-i'Y.IK在多缝衍射中，随着狭缝数目的增加，衍射图样有两个显著的变更，即条纹变亮和变细。12、设计一光栅，要求：能辨别钠光谱589nm和5896nm的其次级谱线：（2）其次级谱线的衍射为e30：设光线正入射，则光栅总刻痕数应满意的条件为_491:光栅常数应满意的条件为2.357*10仆3（用mm表示）.1、几何光学三个基本定律是：光的直线传播定律，光的独立传播定律，光的折射和反射定律2、空气中，光焦度可表示为=!=-I,它表示光学系统对光束汇聚（或发散）的本事。/'或/越小，越大。若<0（'<0）,光组是发散（汇聚或发散）光组，肯定值意大，光组是发散（汇聚或发散）本事愈大，反之亦然,3、凡次镜面反时或_次镜面反射的像称为一样像，物的坐标关系若为右手，则像的坐标关系为右手4、入瞳孔径越小，则景深越大:对准平面距离越近，则景深越大°5、照相机中的底片框起的是孔径光阑的作用,它限制的是限制进入光学系统成像光束口径。6,笑色光成像时，由于介质的色散性而引起的不同色光之间成像的差别，称为色差。色差分为轴向色差和倍率色弟7.显微镜的辨别率以物平面上能辨别的两物体间的±£最大/最小)跄离衣示，照相物镜的辨别率以像平面上每亳米能弗别的用达邀_表示：8、光的波长表示光具有空间周期性,波长的倒数表示其_Mff1.9、满遨(1)频率相同、(2)振动方向、(3)相位差恒定的光称为相干光。10、如图，用波长尤的单曲光垂直照耀到空气劈尖上，从反射光中视察干涉条纹距顶点A处是暗条纹“使劈尖角连续增大，II直到该点处再次出现暗条纹:为止，则劈尖角的变更量。为2n1.。IK通常的衍射光栩是菸于大琅禾费衍射原理进行工作的。若按其对入射光波的调制作用，光栅可分为：振幅型和相位型.12、光栅光谱仪作为一种分光仪器，主要性能指标有、和三、作图题见“应用光学习题”对应部分。四、计算题见“应用光学习题”、“物理光学习题”对应部分，及作业题。这里补充几个1、已知照相物镜的焦距/'=75mm,被摄景物位于（以卜点为坐标原点）X="、-Iom、-6m、-2m处，试求照相底片应分别放在离物饯的像方.焦面多远的地方。解：I、解：由牛顿公式x=犷'得（1） X=-.x,=0（2） X=-IO,=0.5625（3>X=-6.x,=0.703（4） X=-2,/=2.812、有一正薄透镜时某一物成倒立的实像.像而为物高的一半，今将物面对透镜移近100mm,则所得像与物同大小，求该正透镜组的焦距。1.解：由牛帔公式的横向放大率公式=-X如物面移动前后的放大率分别为因物而移动前后物拒之差为x2-x=100vn所以，正薄透镜的焦距为离小孔的距高为5(km,当用一片折射率1.58的透亮薄片帖住其中一个小孔时发觉屏上的条纹系统移动了0.5cm,试确定试件厚度。孔距离为Imm,视察屏1.解：按题意，此时两光束光学厚度相同，即(j-i)-+=r2几何关系告时.H+(.+8)(A-)(A+)=(+x1.-俏-Ar)=d2a2xdr+r2&1.=-1.0-=1.724X10JWJH-I1.58-14、双缝间距为1mm,离视察屏】m,用钠灯做光源，它发出两种波长的雌色光4=589.0nm和4=589.6nm,问两种单色光的笫10级这条纹之间的间距是多少？解：由畅氏双缝干涉公式，亮条纹时：X(1.,=:-=m.m=O.±1,±2D*/)x=rn-,m=0.±1.±2所以,两种波长的光的IO缎条奴(m=!0位置分别为X2=喈=-5896j=5.896,因此，条纹间距为,v=x2-i=6"5,一块光栅的宽度为IOCm,每毫米内有500条逢，光栅后面放黄的透镜焦距为50Onm“问：它产生的波长4=6328,的单色光的1.级和2级谱线的半宽度是多少？解：由也通,光栅,常数和健数分别为(I=2×10,(/jzn)/V=1.(X)×5(X)=5×IO4由光栅方程dsin0=n得1、2级衍射条纹的衍射角分别为sini=-=63=o.3i64.CoSa=0.9486'd2×10,×IO6SinO1=0.6328.CQS仇-0.774这里的四，%确定了谱线的位置由衍射条纹的半角为AO=F7J,得AWCOSeA。1=NdCOSa=6.67×10-6(wJ)632.85×IO4×2×10,×IO6×0.9486632.8=2NdCoSd5×10,×2×10'×0.774-所以条皎:的半宽度分别为d1.1.=3.34×10,(mm)<1.2=fA(f,=4.08x10,(wn)6、用钠黄光垂直照耀一光栅，它的第三级光谱恰好辨别开钠双线(4=0.5890m,A2=0.5896>n),并测得At=0.589(S的其次级光谱线所对应的衍射角为15,第三级缺级。忒求该光栅的总缝数N、光栅常数4、缝宽解:(I)由光梗色矫别本事：A=W=mN,R：N='Tz/Az将钠双线的平均波长2=0.5893"m.A2=4=61.(>m,加=3代入匕式.可得光树总缝数N=327.(2)由光檐方程dsinqn="J可得光桃常数d为：d=川Sinm=0.045mm.(3)又由于光出第三级缺级.故有dC=3所以缝宽为,a=d,3=0.015mmc