20秋北理工应用光学模拟题3-答案
2018-2019-2学期应用光学模拟考试卷3-答案班级________ 学号_______________姓名_________成绩_________
一、问答题（共30分，每小题2分）：
1、波面和光线有什么关系？
知识点：1.1光波和光线
难度：1
2、发生全反射需要什么条件？
知识点：1.4全反射
难度：1
3、写出物像空间不变式。
知识点：2.11物像空间不变式
难度：1
4、什么叫光焦度？
知识点：2.15理想光学系统的组合
难度：1
5、单个折射球面的主点位在什么地方？
知识点：2.6单个折射球面的主平面
难度：1
6、用作图法求光学系统的理想像时通常采用哪几条特殊光线？
知识点：2.8用作图法求光学系统的理想像
难度：2
7、什么叫人眼的视角分辨率？它等于多少?
知识点：3.1人眼的光学特性
难度：1
8、望远镜的视放大率与什么因素有关？
知识点：3.3望远镜的工作原理
难度：2
9、近视眼的像方焦点位在视网膜的前方还是后方？对于近视眼在进行视度调节时，目视光学仪器的目镜应该往物镜方向移动还是远离物镜移动？
知识点：3.4眼睛的缺陷与目视仪器的视度调节
难度：2
10、对棱镜展开有什么要求？
知识点：4.4棱镜的展开
难度：2
11、柯勒照明和临界照明有什么区别？
知识点：10.5投影仪的作用及其类别
难度：2
12、什么是孔径光阑？什么是视场光阑？
知识点：5.1光阑及其作用
难度：2
13、什么叫理想光学系统的衍射分辨率？它与什么参数有关？
知识点：8.7理想光学系统的分辨率
难度：3
14、望远镜的衍射分辨率以什么表示？如何增大？
知识点：8.8望远镜分辨率
难度：2
15、一条纹恰好位于一玻璃球的中心，经玻璃球折射后，其共轭像位于什么地方？像与物反向还是同向？
知识点：2.4近轴光学的基本公式
难度：2二、作图题（共 15 分，每小题3分）
1、一光学系统位在空气中，A, A’ 是一对共轭点，B是一个轴外物点，求B的像点B’.2、已知H、H’、F、F’、像A’B’，求AB。
/
3. 一光学系统由两个薄正透镜组成，已知F1,F1’,F2,F2’。物体 AB与第一个透镜的物方焦平面重合，求AB的像A’B’.三、判断棱镜系统的成像方向（共 15 分，每小题3分）
已知物空间的坐标x,y,z，求其相应的像空间的坐标x’,y’,z’。
1、 2、 3、四、计算题（共 40 分）
1、有一个望远系统，其出瞳直径为4毫米，目镜焦距为18毫米，孔径光阑位在物镜框上，物镜通光口径为40毫米，像方视场角2ω′=69.9277?，在距离物镜后方80毫米处有一个五角棱镜（玻璃折射率为1.5163，棱镜展开长度为L=3.414D，D为棱镜入射面口径）作为倒像系统。求：物镜焦距为多少？棱镜入射面的口径D棱1=？棱镜的出射面口径D棱2=？（物镜目镜均按薄透镜计算）（15分）
答案：
D1=33.4mm
D2=27.2mm
知识点：第二章共轴球面系统的物象关系，第三章望远镜的工作原理，第四章平面棱镜系统
难度：3
2、一个投影仪采用一焦距为60毫米、相对孔径D/f '=1/3的投影镜头（可视为薄透镜），被投影物体离投影镜头的距离为62毫米。投影仪采用60瓦的白炽灯照明，发光体为直径为4毫米的球形灯丝，灯泡发光效率为15 lm/w，在各个方向均匀发光。整个系统的透过率为0.7。求：光源发出的总光通量、光源的发光强度、光源的平均光亮度、像平面上的光照度各为多少？（12分）
答案：
Φ=15*60=900lm
I=Φ/4π=71.6cd
L=I/4πr2=1.4*106cd/m2
xx’=ff’
β=f’/x=-30??
0
′
=
1
4
???πL
(??/??′)
2
?1/
β
2
=95lx
知识点：第六章光度学基础，第二章共轴球面系统的物象关系，第十章投影仪
难度：2
3、有一个由=100毫米、=－50毫米两个薄透镜组成的摄远型望远镜物镜，如果要求两透镜之间的距离d是总焦距的十分之一，即，求: ⑴两个透镜之间的间距d; ⑵整个系统的像距，即像平面到第二个透镜的距离；⑶系统总的焦距。（13分）
答案：
d=f’1+Δ-f2=50+Δ=0.1f’
f’=- f’1f’2/Δ
联立上式解得
D=58.5mm
f’=585mm
Δ=8.5mm
l2=41.5mm1??
2
′?
1??
2=
1/??
2
′l2’=244.1mm知识点：第二章共轴球面系统的物象关系
难度：2
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