应用光学试题及答案

中 国 海 洋 大 学 命 题 专 用 纸 (首页)
2005-2006学年第 二 学期      试题名称:     应用光学 A            课程号:              共  2  页    第  1  页
专业年级__物理学2003_____  学号___________  姓名____________  考试日期(考生填写)_______年____月__日  分数_________ 
一.简答题(15分)(写在答卷纸上)
1.(5分)物理光学研究什么内容?几何光学研究什么内容?
2.(5分)什么是场镜?场镜的作用是什么(要求写出两种作用)?
3.(5分)写出轴外点的五种单像差的名称。
二.作图题(15分)(画在试卷上)
4.(5分)已知焦点F和F’和节点J和J’(见图2),求物方主点H和像方主点H’ 。
5.(10分)应用达夫棱镜的周视瞄准仪示意图(见图1),分别标出A、B、C、D点光的坐标方向。
授课教师
李 颖便携式高压氧舱
命题教师或命题负责人
签      字
李 颖
水过滤板院系负责人
签 字
年  月    日
注:请命题人标明每道考题的考分值。
中 国 海 洋 大 学 命 题 专 用 纸(附页)
2005-2006学年第 二 学期      试题名称:     应用光学            课程号:              共  2  页    第  2  页
三.计算题(70分)
奥沙利
6.(10分)某被照明目标,其反射率为=0.1,在该目标前15m距离处有一200W的照明灯,各向均匀发光,光视效能(发光效率)为30lm/W,被照明面法线方向与照明方向的夹角为0度。求:(1)该照明灯的总光通量;(2)被照明目标处的光照度;(3)该目标视为全扩散表面时的光亮度。
7.(10分)显微镜目镜视角放大率为e=10,物镜垂轴放大率为=-2,NA=0.1,物镜共轭距为180mm,物镜框为孔径光阑,求:(1)显微镜总放大率,总焦距。(2)求出瞳的位置和大小。
8.(15分)一个空间探测系统(可视为薄透镜),其相对孔径为1:1.2,要求将10km处直径为2m的物体成像在1/2英寸的探测器靶面上,物体所成像在探测器靶面上为内接圆,问此系统的焦距应该为多少?口径为多少?所对应的最大物方视场角是多少?(一英寸等于25.4毫米,探测器靶面长与宽之比为4:3)
夺刀器9.(10分)有一个薄透镜组,焦距为100mm,通过口径为20mm,利用它使无限远物体成像,像的直径为10mm,在距离透镜组50mm处加入一个五角棱镜(棱镜的玻璃折射率为1.5,透镜展开长度为L=3.414D,D为棱镜第一面上的通光口径),求棱镜的入射面和出射面的口径,通过棱镜后的像面位置。
10.(15分,A、B任选
A.有一个焦距为50mm的放大镜,直径D=40mm,人眼(指瞳孔)离放大镜20mm来观看位于物方焦平面上的物体,瞳孔直径为4mm。求系统的孔径光阑,入瞳和出瞳的位置和大小,并求系统无渐晕时的线视场范围。
B.有一开普勒望远镜,视放大率=8,物方视场角2=8,出瞳直径为6mm,物镜和目镜之间的距离为180mm,假定孔径光阑与物镜框重合,系统无渐晕,求(1)物镜焦距,目镜焦距;(2)物镜口径和目镜口径;(3)出瞳距离。
11.(10分,要求用矩阵法求解)有一个正薄透镜焦距为8cm,位于另一个焦距为-12cm的负薄透镜左边6cm处,假如物高3cm,位于正透镜左边的24cm处,求像的位置和大小。
四.附加题(10分)
12.谈谈你对《应用光学》课程教学和课程建设的设想和建议。
中 国 海 洋 大 学 试 题 答 案
2005-2006学年第 二 学期                          试题名称:     应用光学
一.简答题(15分)
1.(5分)物理光学研究什么内容?几何光学研究什么内容?
  物理光学:研究光的本性,并根据光的本性来研究各种物理现象。
  几何光学:研究光的传播规律和传播现象,几何光学中采用光线理论。
2.(5分)什么是场镜?场镜的作用是什么(要求写出两种作用)?
  场镜:和像平面重合或者和像平面很靠近的透镜,场镜只改变成像光束位置,不影响系统的光学性质。
曲嘉瑞
旋转翼  作用:降低主光线在后面系统上的透射高度;
        改变出瞳距离;
        承担一定放大作用。
3.(5分)写出轴外点的五种单像差的名称。
  球差,彗差,像散,场曲,畸变
二.作图题(15分)
4.(5分)已知焦点F和F’和节点J和J’(见图2),求物方主点H和像方主点H’ 。
5.(10分)应用达夫棱镜的周视瞄准仪示意图(见图1),分别标出A、B、C、D点光的坐标方向。
备注: 不重复扣分
三.计算题(70分)
6.(10分)某被照明目标,其反射率为=0.1,在该目标前15m距离处有一200W的照明
灯,各向均匀发光,光视效能(发光效率)为30lm/W,被照明面法线方向与照明方向的夹角为0度。求:(1)该照明灯的总光通量;(2)被照明目标处的光照度;(3)该目标视为全扩散表面时的光亮度。
(1)    4分
E=2.12lx    4分
(2)    2分
7.(10分)显微镜目镜视角放大率为e=10,物镜垂轴放大率为=-2,NA=0.1,物镜共轭距为180mm,物镜框为孔径光阑,求:(1)显微镜总放大率,总焦距。(2)求出瞳的位置和大小。
(1)总放大率:
总焦距    5分
(2)目镜焦距:
,      5分
8.(15分)一个空间探测系统(可视为薄透镜),其相对孔径为1:1.2,要求将10km处直径为2m的物体成像在1/2英寸的探测器靶面上,物体所成像在探测器靶面上为内接圆,问此系统的焦距应该为多少?口径为多少?所对应的最大物方视场角是多少?(一英寸等于25.4毫米,探测器靶面长与宽之比为4:3)

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