应用光学作业

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第一章

1.一物体经针孔照相机在屏上成一60mm大小的像,若将屏拉远50mm,则像的大小变为70mm,求屏到针孔的初始距离。(300mm) 2.一厚度为200mm的平行平板玻璃(设n=1.5),下面放一直径为1mm的金属片,若在玻璃板上方任何方向上都看不到该金属片,问纸片最小直径为多少?(358.78mm)

第二章

1.一束平行光束入射到一半径r=30mm,n=1.5的玻璃球上,①求其会聚点的位置。②如果在凸面镀反射膜,其会聚点应在何处?③如果在凹面镀反射膜,则反射光束在玻璃中的会聚点又在何处?④反射光束经前表面折射后,会聚点又在何处?说明各会聚点的虚实。15mm,实像;15mm,虚像;-10mm,实像;75mm虚像

2.一直径为400mm,n=1.5的玻璃球中有两个小气泡,一个位于球心,另一个位于1/2半径处。沿两气泡连线方向在球右边观察,问看到气泡在何处?若在水中观察,看到气泡又在何处?(水n=1.33) -200mm,-80mm,-200mm,-93.99mm

3.有一平凸透镜,r1=100mm,r2=∞,d=300mm,n=1.5,当物体在-∞时,①求高斯像位置lˊ。②在第二面上刻一十字丝,问其通过球面的共轭像在何处?③当入射高度h=10mm时,实际光线的像方截距为多少?300mm,-∞,299mm 4.一球面镜半径r=-100mm,求β=-1、1、∞时的物距和像距。-100mm,-100mm;0,0;-50mm,∞

5.一物体位于半径为r的凹面镜前什么位置时,可分别得到放大4倍的实像、放大4倍的虚像、缩小4倍的实像和缩小4倍的虚像?5/8r,3/8r,5/2r,-3/2r(不可能)

6.针对位于空气中的正透镜组及负透镜组,试用作图法分别对以下物距:-∞,-2f,-f,-f/2,0,f/2,f,2f,∞,求像平面的位置。

7.已知一个透镜把物体放大-3倍投影在屏幕上,当透镜向物体移近18mm时,物体将被放大-4倍,试求透镜的焦距,并用图解法校核之。-216mm(同T10) 8.一个薄透镜对某一物体成一实像,放大率为-1,今以另一个薄透镜紧贴在第一透镜上,则见像向透镜方移动20mm,放大率为原先的3/4,求两透镜的焦距。并用图解法校核之。40mm,240mm

9.两透镜L1、L2,L1在L2左边,L1焦距f1ˊ>0,一物体高为y,置于L1的物方焦面上,经两透镜成像,像高为y′,求透镜L2焦距f2ˊ。(- (f1ˊy′)/y) 10. 有一正薄透镜对某一物成倒立的实像,像高为物高的一半,今将物面向透镜移近100mm,则所得倒立实像与物同大小,求该正透镜组的焦距。100mm 11. 已知一透镜r1=-200mm,r2=-300mm,d=50mm,n=1.5,求其焦距、光焦度、基点的位置。-1440mm,-0.69D

12. 一透镜焦距为100mm,和另一焦距为50mm的薄透镜组合,其组合焦距仍为100mm,求两透镜相对位置及组合光组基点位置。-50mm,-50mm,200mm 13. 长60mm,折射率为1.5的玻璃棒,在其两端磨成曲率半径为10mm的凸球面,试求其焦距及基点位置。∞,-∞, ∞

第三章

1.人照相馆镜子时,要想看到全身,问镜子至少要多长?与人离镜子的距离有没有关系?

2.有一角镜,光线平行于其中一镜入射,经两次反射,出射光线与另一镜平行,求两镜夹角。60 3.如图所示,设平行光管物镜L的焦距fˊ=1000mm,顶杆离光轴距离a=10mm,如果推动顶杆使平面镜傾斜,物镜焦点F的自准直像相对于F产生了y=2mm的位移,问平面镜傾角为多少?顶杆移动量为多少?0.001rad,0.01mm 4.一光学系统由一透镜和平面镜组成,如图所示。透镜前方离平面镜600mm有一物体AB,经透镜和平面镜后,所成虚像A\B\至平面镜距离为150mm,且像高为物高一半,试确定透镜的位置和焦距,并画光路图。100mm,l=-300mm 5.用fˊ=400mm的翻拍物镜拍摄文件,文件上压一块n=1.5,厚度d=15mm的的玻璃平板,若拍摄倍率β=-1,求物镜后主面到玻璃第一面距离。890mm 6.一透镜左方300mm处有一物AB,右方110mm处有一玻璃平板,物经透镜和平行平板成像,像距透镜160mm。玻璃平板n=1.5,厚15mm,求透镜组焦距。102mm

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7.如图,光线以45角入射到平面镜上反射后通过n=1.5,顶角为4的光楔。若使入射光线与最后的出射光线900,试确定平面镜所应转动的方向和角度值。1

第四章 目视光学系统

1.一个人近视程度为-2D,调节范围是-8D,求

(1) 其远点距离;-0.5mm (2) 其近点距离;-0.1mm

(3) 配100度的近视镜,求该镜的焦距;-1mm (4) 戴上该近视镜后,求看清的远点距离;-1mm (5) 戴上该镜后,求看清的近点距离。-0.11mm

2.欲分辨0.00725mm的微小物体,使用λ=0.00055mm,斜入射照明,问:

(1) 数值孔径应取多少合适?0.038 (2) 显微镜的视放大率最小应多大?19

3.欲看清4km处相隔150mm的两个点(设1ˊ=0.0003rad),若用开卜勒望远镜观察,则:

(1) 求望远镜视放大率;-8

(2) 若筒长L=100mm,求物镜和目镜的焦距;88.9mm,11.1mm (3) 物镜框是孔径光阑,求出射光瞳距离;12.5mm (4) 求物镜通光口径。18.4mm

(5) 视度调节在±5D,求目镜移动量;0.62

(6) 若物方视场角2ω=8度,求像方视场角58.4; (7) 渐晕系数K=50%,求目镜的通光口径。14mm

4.一开卜勒望远镜,物镜焦距fˊ物=200mm,目镜fˊ目=25mm,物方视场角2ω=8度,渐晕系数K=50%,为了使目镜通光孔径D=23.7mm,在物镜后焦面

上放一场镜。(1)求场镜的焦距;90mm

(2)若该场镜是平面在前的平凸薄透镜,折射率n=1.5,求其球面的曲率

半径。-45mm

5.开卜勒望远镜的筒长225mm,Г=-8,2ω=6度,出瞳直径Dˊ=5mm,无渐晕。

(1) 求fˊ物和fˊ目;25mm,200mm

(2) 求目镜的通光口径和出瞳距;28.6mm,28.1mm

(3) 在物镜焦面处放一场镜,其焦距fˊ=75mm,求新的出瞳距和目镜的

通光口径;19.8mm,21.6mm

(4) 目镜的视度调节在±4D,求目镜的移动量。±2.5mm 6.一显微镜物镜的垂轴放大率???3?,数值孔径NA=0.1,共轭距L?180mm,物镜框为孔径光阑,f'目=25mm。 (1)求视觉放大率?;-30

(2)求出瞳距离;29.6mm

(3)斜入射照明时,??0.55?m,求显微镜分辨率;0.00275 (4)求物镜通光孔径D物;9 (5)求出瞳直径;1.67

(6)设物高2y?6mm,渐晕系数K?50%,求目镜通光孔径D目。21.33

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