工程光學(xué)習(xí)題解答第七章_典型光學(xué)系統(tǒng)

1、工程光學(xué)習(xí)題解答 第七章 典型光學(xué)系統(tǒng)1一個(gè)人近視程度是（屈光度），調(diào)節(jié)范圍是，求：（1）遠(yuǎn)點(diǎn)距離；（2）其近點(diǎn)距離；（3）配戴100度近視鏡，求該鏡的焦距；（4）戴上該近視鏡后，求看清的遠(yuǎn)點(diǎn)距離；（5）戴上該近視鏡后，求看清的近點(diǎn)距離。解： 2一放大鏡焦距，通光孔徑，眼睛距放大鏡為，像距離眼睛在明視距離，漸暈系數(shù)為，試求（1）視覺放大率；（2）線視場(chǎng)；（3）物體的位置。eye已知：放大鏡 求： 2y l解：由可得： 方法二： 3一顯微鏡物鏡的垂軸放大率為，數(shù)值孔徑，共扼距，物鏡框是孔徑光闌，目鏡焦距。 （1）求顯微鏡的視覺放大率。 （2）求出射光瞳直徑。 （3）求出射光瞳距離（鏡目距）。 （

2、4）斜入射照明時(shí)，求顯微鏡的分辨率。 （5）求物鏡的通光孔徑。 （6）射物高，漸暈系數(shù)，求目鏡的通光孔徑。已知：顯微物鏡 共軛距物鏡框?yàn)榭讖焦怅@ A孔由物鏡成象關(guān)系: 道威判斷 目鏡的 時(shí) 4欲分辨的微小物體，使用波長(zhǎng)，斜入射照明，問：（1）    顯微鏡的視覺放大率最小應(yīng)多大？（2）    數(shù)值孔徑應(yīng)取多少適合？        視場(chǎng)光闌決定了物面大小，而物面又決定了照明 的大小       &#

3、160;                               5.有一生物顯微鏡，物鏡數(shù)值孔徑，物體大小，照明燈絲面積1.2×1.2,燈絲到物面的距離100mm,采用臨界照明,求聚光鏡焦距和通光孔徑。已知 燈絲面積 1.2×1.2燈絲到物面的距離100mm 臨界照明求: 和通光孔徑.聚物 解: 6為看

4、清4km處相隔150mm的兩個(gè)點(diǎn)（設(shè)），若用開普勒望遠(yuǎn)鏡觀察，則： （1）求開普勒望遠(yuǎn)鏡的工作放大倍率； （2）若筒長(zhǎng)，求物鏡和目鏡的焦距； （3）物鏡框是孔徑光闌，求出射光瞳距離； （4）為滿足工作放大率的要求，求物鏡的通光孔徑； （5）視度調(diào)節(jié)在（屈光度），求目鏡的移動(dòng)量； （6）若物方視場(chǎng)角求象方視場(chǎng)角； (7)漸暈系數(shù)，求目鏡的通光孔徑。 已知： 解： （rad） 有效放大率 工作放大率 求 對(duì)于 代入公式 整理得： mm對(duì)于 目 7.一開普勒望遠(yuǎn)鏡,五經(jīng)焦距,目鏡的焦距為,物方視場(chǎng)角,漸暈系數(shù),為了使目鏡通光孔徑,在物鏡后焦平面上放一場(chǎng)鏡,試: (1)求場(chǎng)鏡焦距; (2)若該場(chǎng)鏡是平

5、面在前的平凸薄透鏡,折射率,求其球面的曲率半徑。 物孔闌場(chǎng)鏡目 其中 代入求得： 9一個(gè)照明器由燈泡和聚光鏡組成，已知聚光鏡焦距，通光孔徑，要求照明距離為5m遠(yuǎn)直徑為3m的圓，試問燈泡應(yīng)安裝在什么位置。 已知： 5m處3m直徑光照明 求 l 解： 11.用電視攝象機(jī)監(jiān)視天空中的目標(biāo)，設(shè)目標(biāo)的光亮度為，光學(xué)系統(tǒng)的透過濾為0.6，攝象管靶面要求照度為，求攝影物鏡應(yīng)用多大的光圈。 解：                 14開普勒望遠(yuǎn)鏡的筒長(zhǎng)2

6、55mm，無漸暈， （1）求物鏡和目鏡的焦距； （2）目鏡的通光孔徑和出瞳距； （3）在物鏡焦面處放一場(chǎng)鏡，其焦距為，求新的出瞳距和目鏡的通光孔徑； （4）目鏡的視度調(diào)節(jié)在（屈光度），求目鏡的移動(dòng)量。孔闌出瞳xy 解得 由三角形相似得： 有大三角形相似得： 物目場(chǎng)物鏡經(jīng)場(chǎng)鏡成像 經(jīng)目鏡成像 15一透鏡焦距，如在其前邊放置一個(gè)的開普勒望遠(yuǎn)鏡，求組合后系統(tǒng)的像方基點(diǎn)位置和焦距，并畫出光路圖。）解：,                 求得：&

7、#160;                           答：組合后的焦距是-180mm?；c(diǎn)位置如圖所示。 其光路圖如下所示：f3'=30-h2-f'F3'(F')F1'(F2)h1-feH'fo'物鏡目鏡lH'      &#

8、160;   16已知，的雙凸透鏡，置于空氣中。物A位于第一球面前處，第二面鍍反射膜。該物鏡所成實(shí)像B位于第一球面前，如圖所示。若按薄透鏡處理，求該透鏡的折射率n。（）l2-l3-l2'=-l3'-l=50dB'ABA'l1'解：                 設(shè)：透鏡的折射率為n        物點(diǎn)A經(jīng)折射成像在A

9、'處，將已知條件代入公式  得                                               

10、; -        A'經(jīng)反射后，成像于B'點(diǎn)。故將，代入反射面公式，得：                                     &#

11、160;     -        B'點(diǎn)再經(jīng)折射成像在B點(diǎn)。根據(jù)光路的可逆性，將B視為物，B'點(diǎn)視為像，有，代入折射公式，得：                             

12、0;                                 -              由式解得：   &#

13、160;          答：透鏡的折射率為1.6。17已知物鏡焦距為，相對(duì)孔徑，對(duì)無窮遠(yuǎn)物體成像時(shí)，由物鏡第一面到像平面的距離為，物鏡最后一面到像平面的距離為。（1）按薄透鏡處理，求物鏡的結(jié)構(gòu)參數(shù)；（2）若用該物鏡構(gòu)成開普勒望遠(yuǎn)鏡，出瞳大小為，求望遠(yuǎn)鏡的視覺放大率；（）（3）求目鏡的焦距、放大率；（4）如果物鏡的第一面為孔徑光闌，求出瞳距；（）（5）望遠(yuǎn)鏡的分辨率；（6）如果視度調(diào)節(jié)為±5折光度，目鏡應(yīng)能移動(dòng)的距離。（）（7）畫出光路圖。解：根據(jù)題意，畫出物鏡的結(jié)構(gòu)圖如下：f'=50

14、0400300dH'F'u2'h1F1'h2u1'       (1)將和代入公式  ，得：將代入牛頓公式，得：(2)因，則：(3)，      (4)望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如下圖所示：-fe=20f'=500400300dH'F'u2'h1F1'h2u1'物鏡目鏡孔徑光闌         將和代入公式，得：將和代入公式，得出瞳距：(5

15、)(6)(7)望遠(yuǎn)系統(tǒng)光路圖如下：lz'目鏡-fe=20fo'=500dH'Fo' (Fe)物鏡孔徑光闌出瞳     18.思考題1、用一具已正常調(diào)節(jié)的望遠(yuǎn)鏡，用來觀察地面上的建筑物，怎樣調(diào)節(jié)鏡筒的長(zhǎng)度？答：一具已正常調(diào)節(jié)的望遠(yuǎn)鏡是用來觀察極遠(yuǎn)的問題的。對(duì)物鏡而言，物距接近無窮遠(yuǎn)，其像距就是物鏡的焦距；而對(duì)于目鏡而言，目鏡的物距就是它的焦距，目鏡的像距為無窮遠(yuǎn)。所以此時(shí)筒長(zhǎng)等于兩透鏡的焦距之和。當(dāng)用它觀察地面上的建筑物時(shí)，此時(shí)物距從無窮遠(yuǎn)變?yōu)橛邢蘧嚯x，像距也從焦點(diǎn)移向焦點(diǎn)的外側(cè)，所以必須拉長(zhǎng)鏡筒才能使物鏡所成的像落在目鏡的物方焦平面上。2攝影物鏡的三個(gè)重要參數(shù)是什么？它們分別決定系統(tǒng)的什么性質(zhì)？答：攝影物鏡的三個(gè)重要參數(shù)是：焦距、相對(duì)孔徑和視場(chǎng)角。焦距影響成像的大小，相對(duì)孔徑影響像面的照度和分辨率，視場(chǎng)角影響成像的范圍。3為了保證測(cè)量精度，測(cè)量?jī)x器一般采用什么光路？為什么？答：為了保證測(cè)量精度，測(cè)量?jī)x器一般采用物方遠(yuǎn)心光路。由