工程光学10级A试卷

淮 海 工 学 院

11 - 12 学年

第 1 学期 工程光学试卷(A闭卷)

题号 一 二 三 四 五（1） 五（2） 五（3） 总分 核分人 分值 10 24 18 15 11 11 11 100 得分 一、判断题（对打√，错打×。2分×5=10分）

1.（ ）光学系统的一对主平面，是垂轴放大率为+1的一对共轭面。 2.（ ）光从空间一点传到另一点，是沿光程为极大值的路径传播的。 3.（ ）凸透镜一定是正透镜，凹透镜一定是负透镜。

4.（ ）对称式光学系统，当β= -1时，所有垂轴像差自动校正。 5.（ ）若某先生佩戴200度的远视眼镜时正合适，则该眼镜的焦距为+200mm。

二、选择题（3分×8=24分）

1.（ ）下列不属于物像共轭的点是

A、物方焦点和像方焦点 B、物方节点和像方节点 C、物方主点和像方主点 D、入瞳中心和出瞳中心 2.（ ）余弦辐射体是指

A、向各方向的发光强度相等 B、向各方向的光亮度相等 C、向各方向的光照度相等 D、向各方向的光通量相等 3.（ ）一个焦距为50mm的放大镜，眼睛到它的距离为125mm，物体经放大镜成像在明视距离处，放大镜的视放大率为 A、6 B、5 C、3.5 D、2.5

4.（ ）Г倍视放大率的望远镜，它的角放大率γ、垂轴放大率β和轴向放大率α的关系为

A、γ=Г，β=Г，α=Г2 B、γ=Г，β=1/Г，α=1/Г2 C、γ=1/Г，β=Г，α=1/Г2 D、γ=1/Г，β=1/Г，α=Г2

１5.（ ）1w的单色钠灯（λ=0.5893μm，V(λ)=0.80）与多少瓦的单色红灯（λ=0.700μm，V（λ）=0.0041）对人眼的刺激程度等效。 A、195.12w B、683w C、0.005125w D、0.001464w

6.（ ）将两个焦距分别为f1?和f2?的已知光组组合在一起，以下陈述正确的是

A、若f1?和f2?均为正值，则组合后的光组焦距f?为正 B、当光学间隔?=0时，组合后光组的光焦度Φ为0 C、当光学间隔?增大时，组合后光组的焦距值f?变大 D、当两光组密接时，组合后光组的焦距f?=f1?+f2? 7.（ ）物方远心光路具有的特点是

A、物方主光线通过物方焦点 B、物方主光线平行于光轴 C、像方主光线平行于光轴 D、以上说法都不对 8.（ ）以下几种初级像差中，当视场很小时就需要考虑的是 A、畸变 B、慧差 C、像散 D、场曲 三、填空题（每空1分，共18分）

1. 人眼在空气中观察折射率为n的玻璃球正中心的气泡，所看到的气泡直径大小是实际气泡直径的 倍。

2. 某近视眼的远点距为-500mm，需配戴像方焦距f?= mm、光焦度为 的眼镜。设镜片第一面为平面，n=1.5，视作薄透镜，则第二面半径r = mm。

3. 光学系统的像差分单色像差和色差，其中单色像差有 、 、 、 和 五种；色差有 和 两种。在这些像差中，不改变成像清晰度，只改变像点位置变化的像差是 。

4. 数值孔径NA=0.5的显微物镜，在空气中工作时的物方孔径角为 ，有效放大率不能超过 。

5. 10倍望远镜，出瞳口径为5mm，入瞳口径为 mm，理论分辨率为 。

6. 有一光线以600入射角入射于n=1和n??1.5平面分界面上，如图，若取入射点为坐标原点建图

示坐标，则反射光线矢量A???= ，折射光线矢量A??? 。 四、作图题（5分×3=15分）

1. 用作图法求出图中虚物AB经理想光组所成的像A?B?。

2. 空气中的系统，已知一对主面和一对共轭点的位置，请画出物BC的像。

3. 图为直角棱镜和五角屋脊棱镜的组合，设输入为右手坐标系，画出相应的输出坐标系。

五、计算题（11分×3=33分）

1. 由正负两薄透镜组合成f?=1.2m的光学系统，该系统对无限远物体成像，像面离正透镜700mm，离负透镜400mm。求正负透镜焦距并在光学系统图上标出像方主点H?、焦点F?和焦距f?。

２2. 一台浸液显微镜，物镜和目镜的倍率分别为-40倍和15倍，物镜共轭距为195mm，能分辨5000lp/mm，用波长为450nm的光倾斜照明，物镜、目镜均看做薄透镜。求：（1）物镜和目镜的焦距，物体的位置；（2）光学筒长；（3）物镜和目镜的间距；（4）系统的等效焦距；（5）总倍率；（6）该显微镜的数值孔径。

３

3. 用一投影物镜把荧光屏放大10倍成像在屏幕上，已知物镜焦距为150mm，相对孔径为1:2，假设入瞳与出瞳口径相同并与主面H、H?重合，如图示。求：

（1） 画出轴上物点发出的边缘光线和入射窗边缘点发出的主光线的光路；

（2）求物方和像方孔径角；

（3）视场光阑为何置于荧光屏的边框上？

（4）镜头光圈数在2.8时，银幕照度为50lx，现要求照度达100lx，光圈数应调到何值？此时的景深较原来有何变化？

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11 - 12 学年 一、判断题

1.√ 2.× 3.× 4.√ 5.× 二、选择题

1.A 2.B 3.C 4.B 5.A 6.B 7.B 8.B 2.

第 1 学期 工程光学试卷(A闭卷)答案

三、填空题 1. n

2. -500 -2D（-200度） 250

3. 球差 慧差（正弦差） 像散 场曲 畸变4. 300

500 5. 50 2.8?? 6.

3??2i?1?2j 3?2i?1.225j 四、作图题 1.

位置色差 倍率色差 畸变

3

五、计算题 1.解：

４设h1=1，则u??11 h2=400×u?= 120033. 解：（1） （2分）

h1f1???3 f1??450mmh2f1??300 (4分）111300111d ??????1200450f2?450f2?f?f1?f2?f1?f2?f2???240mm(4分） 图（3分）

2. (1)

??l物?l?物?195????l?物???l物?-4.756mm(1分）物?l?-40????190.244mm??l?物物111??f物??4.64mm（1分）l?-??物l物f物???f目??250250??15?16.67mm(1分） 目(2) ?=190.24-4.64=185.6mm （1分）

(3) d?l?物?f目??190.24?16.67?206.91mm (4)f??-f物?f目?.64?16.7显??-4185.6?-0.42mm (5)???物?目?-40?15?-600 (6)NA?0.5??0.5?450?10-6?1?1.125 5000

（1分）（2分）（2分）（2分）(2)

??l?l??10111 l??165mml??1650

l??l?mm150Df??12 D入?75mmD出?D入?75mm tan(?u)?D入75（2-l)?2?165?u?12.80(2分）D

tanu??出752l??2?1650u??1.30(2分）(3) 限定成像范围、消除渐晕。入窗与物平面重合或者出窗与像平面重合可消除渐晕。 （2分） (4)

2E?1?110??4(1??)2??L??F??E?0由50lx?100lx,F数变为原来的2光圈数F?2.8 2?2(2分）F数变小，景深也会随之变小。（1分）

５