1、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 = -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=2
2、4 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、2.54.( ) 倍视放大率的望远镜,它的角放大率 、垂轴放大率 和轴向放大率 的关系为A、=,=,= 2 B、=,=1/,=1/ 2C、=1/,=,=1/ 2 D、=1/,=1/,=
3、25.( )1w 的单色钠灯(=0.5893m,V()=0.80)与多少瓦的单色红灯(=0.700m ,V()=0.0041)对人眼的刺激程度等效。A、195.12w B、683w C、0.005125w D、0.001464w6.( )将两个焦距分别为 和 的已知光组组合在一起,以下陈1f2述正确的是A、若 和 均为正值,则组合后的光组焦距 为正1f2 fB、当光学间隔=0 时,组合后光组的光焦度 为 0C、当光学间隔增大时,组合后光组的焦距值 变大fD、当两光组密接时,组合后光组的焦距 = +127.( )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
4、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 = mm、光f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 N
5、A=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 和平面分界面上,如图,若取入射点为坐5.1n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 。B2. 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
6、薄透镜组合成 =1.2m 的光学系统,该系统对无限远物体成f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 、焦点 和焦距 。HFf2. 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. 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:
7、2,假设入瞳与出瞳口径相同并与主面 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?淮 海 工 学 院11 - 12 学年 第 1 学期 工程光学试卷(A 闭卷)答案一、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三、填空题1. n 2. -500 -2D(-200 度) 2503. 球差 慧差(正弦差)
8、 像散 场曲 畸变 位置色差 倍率色差 畸变4. 300 5005. 50 8.26. ji13ji25.13四、作图题1.2.3五、计 算题1.解:设 h1=1,则 h2=400 =10uu31312f 分 )4(5mf211fdf 225010ff分 )4(02m图(3 分)2. (1) 分 )( 分 )物物物物物物 物物物 物物 164.2190(75.-1-4095mflflll分 )目目 (7.520f(2) =190.24-4.64=185.6mm (1 分)(3) (1 分)mfld9.206.4.19目物(4) (2 分)f -85.76-目物显(5) (2 分)0目物(6) (2 分)15.54NA6-3. 解:(1) (2 分)(2)150llml16502fDD77入出入 分 )分 )(出 入 2(3.1165027tan8.)-t( 0ulul(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) 分 )光 圈 数 数 变 为 原 来 的由2(8. 21,1051)(4020FFlxlELEF 数变小,景深也会随之变小。 (1 分)