工程光学-浙大2005年答案

工程光学-浙大2005年答案
工程光学-浙大2005年答案

05年答案

一.1.C 2.B 3.B 4.D 5.D 6.C 7.C 8.C 9.B 10.A 二.1.会聚球面波:E=(A/r)exp(-ikr)

发散球面波:E=(A/r)exp(ikr)

2.ε(x)=asin(2えx/d)+t0

3.扩展光源上的两点SS’发出的同倾角的光线经过平板后到达观察屏上时有相同的光程差,故可见度不受影响。

p

4.让偏振光通过?波片,旋转偏振器,能找到消光位置者为椭圆偏振光

5.望远镜分辨率用θ=1.22λ/D

三.

1.同02年试题

2.条纹移动112个,表示光程差为112λ,而这时两束光程差为(n-1)l,其中l=500mm;

所以(n-1)×500=112×589.3×10-6

3.同01年试题

4.d=1/2000mm,设闪耀角为γ

对一级闪耀波长,2dsinγ=λ则,γ=17.46o

由光栅方程d(sini-sin θ)=m λ i=γ

d(sin γ-sin θ)=m λ 取sin θ=1,得m=-1.17

取sin θ=-1, 得m=2.17

因此,最多可看见500nm 的-1,0,+1,+2级光谱

6.建立如图坐标,

则,投射系数为:

t(x)=rect(x/a)+rect[(x-3/2a-d)/2a]

频谱为E(u)=F[t(x)] a d 2a

=asinc[(ax)/(λz 1)]+

2aexp[-i2えu(3/2a+d)]sinc[(2ax)/ (λz 1)]

I==a 2sinc 2[(2ax)/ (λz 1)]+4 a 2sinc 2[(ax)/ (λz 1)]+ 4 a 2sinc [(ax)/ (λz 1)] sinc [(2ax)/ (λz 1)]cos[えx(3a+2d)/( λz 1)]

7.同02年试题

8.从起偏器透出偏振光的琼斯矢量为【 】 待测波片的琼斯矩阵为:

m=2

1 法线

0-1

0 1

cos δ/2

1/4波片的矩阵为:

通过1/4波片以后的矩阵为

cos δ/2

即出射光为与x 轴成δ/2的线偏振光,利用检偏器确定夹角即可得到待测波片的相位延迟角

9.(1)振幅为2的平面波经过的振幅分布为:

ε(x )=1+cos(2えu 0x) 傅立叶频谱为E(u)=δ(u)+1/2[δ(u+u 0)+ δ(u-u 0)]条纹是平行y 轴的平行直条纹

三个频谱分量对应三个夫琅和费衍射0级和±级极大值,位置为x o ’=0, x ±1’=±u 0λf

一级极大为零级极大强度的1/4

1 -itg δ/2

-itg δ/2 1 1 0 0 i

2 -itg δ/2 -itg δ/2 1 2 0 0 i 1 0

cos δ/2 sin δ/2

(2)I=【1+cos(2えu0x)】2

(3)挡住0级,I= cos2(2えu0x) u=2u0

(4)挡住-1级,I=(1+e-i2えu0x)2=5/4+ cos(2えu0x)

u=u0

天大工程光学(上)期末考试试卷及答案

工程光学(上)期末考试参考答案 一. 简答题:(共12分,每题3分) 1.摄影物镜的三个重要参数是什么?它们分别决定系统的什么性质? 答:摄影物镜的三个重要参数是:焦距'f 、相对孔径'/f D 和视场角 2。焦距影响成像的大小,相对 孔径影响像面的照度和分辨率,视场角影响成像的范围。 2.为了保证测量精度,测量仪器一般采用什么光路?为什么? 答:为了保证测量精度,测量仪器一般采用物方远心光路。由于采用物方远心光路时,孔径光阑与物 镜的像方焦平面重合,无论物体处于物方什么位置,它们的主光线是重合的,即轴外点成像光束的中心是相同的。这样,虽然调焦不准,也不会产生测量误差。 3.显微物镜、望远物镜、照相物镜各应校正什么像差?为什么? 答:显微物镜和望远物镜应校正与孔径有关的像差,如:球差、正弦差等。照相物镜则应校正与孔径 和视场有关的所有像差。因为显微和望远系统是大孔径、小视场系统,而照相系统则是一个大孔径、大视场系统。 4.评价像质的方法主要有哪几种?各有什么优缺点? 答:评价像质的方法主要有瑞利(Reyleigh )判断法、中心点亮度法、分辨率法、点列图法和光学传递 函数(OTF )法等5种。瑞利判断便于实际应用,但它有不够严密之处,只适用于小像差光学系统;中心点亮度法概念明确,但计算复杂,它也只适用于小像差光学系统;分辨率法十分便于使用,但由于受到照明条件、观察者等各种因素的影响,结果不够客观,而且它只适用于大像差系统;点列图法需要进行大量的光线光路计算;光学传递函数法是最客观、最全面的像质评价方法,既反映了衍射对系统的影响也反映了像差对系统的影响,既适用于大像差光学系统的评价也适用于小像差光学系统的评价。 二. 图解法求像或判断成像方向:(共18分,每题3分) 1.求像A'B'(图中C 为球面反射镜的曲率中心) 2.求像A'B' 3.求物AB 经理想光学系统后所成的像,并注明系统像方的基点位置和焦距 4.判断光学系统的成像方向 5.求入瞳及对无穷远成像时50%渐晕的视场 6.判断棱镜的成像方向

工程光学基础

工程光学基础学习报告 ——典型光学系统之显微镜系统

由于成像理论的逐步完善,构成了许多在科学技术和国民经济中得到广泛应用的光学系统。为了观察近距离的微小物体,要求光学系统有较高的视觉放大率,必须采用复杂的组合光学系统,如显微镜系统。 ●显微镜的介绍 显微镜是由一个透镜或几个透镜的组合构成的一种光学仪器,是人类进入原子时代的标志。主要用于放大微小物体成为人的肉眼所能看到的仪器。光学显微镜是在1590年由荷兰的詹森父子所首创。现在的光学显微镜可把物体放大1600倍,分辨的最小极限达0.1微米,国内显微镜机械筒长度一般是160mm。列文虎克,荷兰显微镜学家、微生物学的开拓者。 显微镜是人类这个时期最伟大的发明物之一。在它发明出来之前,人类关于周围世界的观念局限在用肉眼,或者靠手持透镜帮助肉眼所看到的东西。 显微镜把一个全新的世界展现在人类的视野里。人们第一次看到了数以百计的“新的”微小动物和植物,以及从人体到植物纤维等各种东西的内部构造。显微镜还有助于科学家发现新物种,有助于医生治疗疾病。 ●显微镜的分类 显微镜以显微原理进行分类可分为光学显微镜与电子显微镜,而我们课堂上讲的是光学显微镜。 ●显微镜的结构 普通光学显微镜的构造主要分为三部分:机械部分、照明部分和光学部分。 ◆机械部分 (1)镜座:是显微镜的底座,用以支持整个镜体。 (2)镜柱:是镜座上面直立的部分,用以连接镜座和镜臂。 (3)镜臂:一端连于镜柱,一端连于镜筒,是取放显微镜时手握部位。 (4)镜筒:连在镜臂的前上方,镜筒上端装有目镜,下端装有物镜转换器。 (5)物镜转换器(旋转器)简称“旋转器”:接于棱镜壳的下方,可自由转动,盘上有3-4 个圆孔,是安装物镜部位,转动转换器,可以调换不同倍数的物镜,当听到碰叩声时,方可进行观察,此时物镜光轴恰好对准通光孔中心,光路接通。转换物镜后,不允许使用粗调节器,只能用细调节器,使像清晰。 (6)镜台(载物台):在镜筒下方,形状有方、圆两种,用以放置玻片标本,中央有一通光孔,我们所用的显微镜其镜台上装有玻片标本推进器(推片器),推进器左侧有弹簧夹,用以夹持玻片标本,镜台下有推进器调节轮,可使玻片标本作左右、前后方向的移动。 (7)调节器:是装在镜柱上的大小两种螺旋,调节时使镜台作上下方向的移动。 ①粗调节器(粗准焦螺旋):大螺旋称粗调节器,移动时可使镜台作快速和较大幅度的升降,所以能迅速调节物镜和标本之间的距离使物象呈现于视野中,通常在使用低倍镜时,先用粗调节器迅速找到物象。 ②细调节器(细准焦螺旋):小螺旋称细调节器,移动时可使镜台缓慢地升降,多在运用高倍

浙大工程光学专业课真题-心得体会

专业课,这个是外校生最关心的了,其实浙大光学工程还好啦,只推荐了一本参考书,但是不要真相信只需那本书就搞定了(牛人除外),浙大专业课推荐的书是郁道银和谈恒英的《工程光学》,其实出题人在命题时几何光学并非是参考的这本,他们参考的是浙大出版的李晓彤编的《几何光学,像差,光学设计》,这本书本人觉得难,尤其是像差部分,也许是我们本科没有学太多关于像差的缘故吧,总之这本书的成像系统方面要好好看,尤其是课后题,显微镜,望远镜和放大镜这些原理要弄懂,至于像差方面,能记多少记多少吧,可依据真题看看,哪些是出现频率很高的,哪些是较低的,分清主次,各个击破,另外也是需要一本习题集的,这个很多,我用的是哈工大的光学习题课教程,没用过别的,也不好比较,感觉还行吧!物理光学的话,浙大宝典——梁铨廷的《物理光学理论与习题》是必备的了,很古老的一本书,上面有很多题和浙大真题类似,有些与工程光学那本书的课后题是一样的,这个要好好看!还有考研真经——历年真题了,这个可以去研招办买,好像是4元一年,还有挂号邮寄费!专业课方面激光考察的不多,有时就一个大题10分,有时会再加上几个选择或填空,最多20分吧!这个依据真题看吧,考察哪些看哪些,考纲里要求的都必须看看,好在要求的也不多,这个应该不成问题!大概就是这些资料了,我买的较多,还买了一本物理学大题典——光学卷,还有钟锡华的光学课本,浙大的应用光学课件最好也抽空看看,比较系统,这个在空间共享里有!发现很多人问到专业课复习方法,其实这个是因人而异的,我自己觉得光学这门课很抽象,我本科学的时候就学的不好,所以我从师兄那学的经验是多看书多做题,书本的话我考研时前前后后看了不下4遍,习题做了至少2遍,真题做了3遍!基础不好的起初刚开始看课本做题时会感到看不懂不会做,这个不怕,一定要克服恐惧心理,多看几遍书,同时做些许题帮助理解,慢慢的,就会感到光学题虽然多,但类型却很有限的!其实现在回想起来,感觉光学的东西不算多,物光的话就是干涉、衍射、偏振,几光就是那几个成像系统和主要的像差,还有作图!好了,说的够多了,专业课就这些吧! 网址:https://www.360docs.net/doc/187154028.html,/read.php?tid-33485.html 我说说我的复试经历吧:复试我的有5个老师,其中至少有两个是教授,在光电系的博导名录里可以找到。(我记流水账,请各位看官耐心点。。。。) 进去,主考官,说让我读一段英文文献(比较拗口的说),是关于可见光的辐射,balabla。。。 反正很不好读,根本没有发挥我的英语口语优势。。。接下来就是翻译刚刚读的文章。刚才读的时候很紧张,根本就不知道读了什么,于是慢慢看一句在翻译一句。很不好翻译,这是后来我和复试我的一个博导交流时共同的观点。 主考官见我很紧张,就说“刚才的表现你肯定不满意,是吧。那么平时你遇到这样的情况你会怎么做?”于是我开始扯,能扯什么就扯。。 忽然坐他旁边的一直很严肃的老师开金口了“你在学校做过学生会的吧?”哎,问到点子上了,于是我吧我在学校做个的事情和他们说了。 1,开始问专业的问题了。第一问题就让我崩溃了。还是主考官说“请谈谈你对光轴的理解”。OMG。。。晶体光学是我学得最差的部分,尤其是光轴,我复习时算是弄明白了,可是过了近两个月么有看书,我早忘了什么是光轴了。我只好说了一通光轴的基本知识,但是没有达到点上。老师都有点看不下去了,说这是光学里最基本的概念你都没有弄清楚。。。 2,这是坐在最外边的很和蔼的女老师给我打圆场了,问了关于开普勒望远镜和伽利略望远镜的知识,还好这个我还是有准备的。最后她问是开普勒望远镜的筒长还是开普勒的筒长?这个我没有搭上。。

第三版工程光学答案

第一章 3、一物体经针孔相机在屏上成一60mm大小得像,若将屏拉远50mm,则像得大小变为70mm,求屏到针孔得初始距离。 解:在同种均匀介质空间中光线直线传播,如果选定经过节点得光线则方向不变,令屏到针孔得初始距离为x,则可以根据三角形相似得出: 所以x=300mm 即屏到针孔得初始距离为300mm。 4、一厚度为200mm得平行平板玻璃(设n=1、5),下面放一直 径为1mm得金属片。若在玻璃板上盖一圆形得纸片,要求在玻璃板上方任何方向上都瞧不到该金属片,问纸片得最小直径应为多少? 解:位于光纤入射端面,满足由空气入射到光纤芯中,应用折射定律则有: n0sinI1=n2sinI2 (1) 而当光束由光纤芯入射到包层得时候满足全反射,使得光束可以在光纤内传播,则有: (2) 由(1)式与(2)式联立得到n0、

16、一束平行细光束入射到一半径r=30mm、折射率n=1、5得玻璃球上,求其会聚点得位置。 如果在凸面镀反射膜,其会聚点应在何处?如果在凹面镀反射膜,则反射光束在玻璃中得会聚点又在何处?反射光束经前表面折射后,会聚点又在何处?说明各会聚点得虚实。 解:该题可以应用单个折射面得高斯公式来解决, 设凸面为第一面,凹面为第二面。 (1)首先考虑光束射入玻璃球第一面时得状态,使用高斯公 式: 会聚点位于第二面后15mm处。 (2) 将第一面镀膜,就相当于凸面镜 像位于第一面得右侧,只就 是延长线得交点,因此就是虚像。 还可以用β正负判断: (3)光线经过第一面折射:, 虚像 第二面镀膜,则:

得到: (4) 在经过第一面折射 物像相反为虚像。 18、一直径为400mm,折射率为1、5得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两边观察,问瞧到得气泡在何处?如果在水中观察,瞧到得气泡又在何处? 解: 设一个气泡在中心处,另一个在第二面与中心之间。 (1)从第一面向第二面瞧 (2)从第二面向第一面瞧 (3)在水中

天津大学2020硕士研究生初试考试自命题科目大纲807工程光学与光电子学基础

一、考试模块划分方式: 考试内容分为A、B 两个模块,考生可任选其中一个模块。A 模块为工程光学,B 模块为光电子学基础。 二、各模块初试大纲: A模块:工程光学 (一)考试的总体要求 本门课程的考试旨在考核学生有关应用光学和物理光学方面的基本概念、基本理论和实际解决光学问题的能力。 考生应独立完成考试内容,在回答试卷问题时,要求概念准确,逻辑清楚,必要的解题步骤不能省略,光路图应清晰正确。 (二)考试的内容及比例 考试内容包括应用光学和物理光学两部分。 “应用光学”应掌握的重点知识包括:几何光学的基本理论和成像概念、理想光学系统理论、光学系统中的光束限制、平面和平面系统对成像的影响、像差的基本概念和典型光学系统的性质、成像关系及光束限制等。具体知识点如下: 1、掌握几何光学基本定律与成像基本概念,包括:四大基本定律及全反射的内容与现象解释;完善成像条件的概念和相关表述;几何光学符号规则以及单个折射球面、反射球面的成像公式、放大率公式等。 2、掌握理想光学系统的基本理论和典型应用,包括:基点、基面的主要类型及其特点;图解法求像的方法;解析法求像方法(牛顿公式、高斯公式);理想光学系统三个放大率的定义、计算公式及物理意义;理想光学系统两焦距之间的关系;正切计算法以及几种典型组合光组的结构特点、成像关系等。 3、掌握平面系统的主要种类及应用,包括:平面镜的成像特点及光学杠杆原理和应用;反射棱镜的种类、基本用途及成像方向判别;光楔的偏向角公式及其应用等。 4、掌握典型光学系统的光束限制分析,包括:孔径光阑、入瞳、出瞳、孔径角的定义及它们的关系;视场光阑、入窗、出窗、视场角的定义及它们的关系;渐晕、渐晕光阑、渐晕系数的定义;物方远心光路的工作原理;光瞳衔接原则及其作用;场镜的定义、作用和成像关系等。 5、了解像差基本概念,包括:像差的定义、种类和消像差的基本原则;7 种几何像差的定义、影响因素、性质和消像差方法等。 6、掌握几种典型光学系统的基本原理和特点,包括:正常眼、近视眼和远视眼的定义和特征,校正非正常眼的方法;视觉放大率的概念、表达式及其意义;显微镜系统的结构特点、成像特点、光束限制特点及主要参数的计算公式;临界照明和坷拉照明系统的组成、优缺点;望远系统的结构特点、成像特点、光束限制特点及主要参数的计算公式;摄影系统的结构特点、成像特点、光束限制特点及主要参数的计算公式;投影系统的概念、计算公式以及其照明系统的衔接条件等。 “物理光学”应掌握的重点知识包括:光的电磁理论基础、光的干涉和干涉系统、光的衍射、光的偏振和晶体光学基础等。具体知识点如下:

工程光学习题解答

第一章习题 1、已知真空中的光速c=3 m/s,求光在水(n=1.333)、冕牌玻璃(n=1.51)、火石玻璃(n=1.65)、加拿大树胶(n=1.526)、金刚石(n=2.417)等介质中的光速。 解: 则当光在水中,n=1.333时,v=2.25 m/s, 当光在冕牌玻璃中,n=1.51时,v=1.99 m/s, 当光在火石玻璃中,n=1.65时,v=1.82 m/s, 当光在加拿大树胶中,n=1.526时,v=1.97 m/s, 当光在金刚石中,n=2.417时,v=1.24 m/s。 2、一物体经针孔相机在屏上成一60mm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。 解:在同种均匀介质空间中光线直线传播,如果选定经过节点的光线则方向不变,令屏到针孔的初始距离为x,则 可以根据三角形相似得出: 所以x=300mm 即屏到针孔的初始距离为300mm。 3、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。若在玻璃板上盖一圆形纸片,要求在玻璃板上方任何方向上都看不到该金属片,问纸片最小直径应为多少? 解:令纸片最小半径为x, 则根据全反射原理,光束由玻璃射向空气中时满足入射角度大于或等于全反射临界角时均会发生全反射,而这里正是由于这个原因导致在玻璃板上方看不到金属片。而全反射临界角求取方法为: (1) 其中n2=1, n1=1.5, 同时根据几何关系,利用平板厚度和纸片以及金属片的半径得到全反射临界角的计算方法为: (2) 联立(1)式和(2)式可以求出纸片最小直径x=179.385mm,所以纸片最小直径为358.77mm。 4、光纤芯的折射率为n1、包层的折射率为n2,光纤所在介质的折射率为n0,求光纤的数值孔径(即n0sinI1,其中I1为光在光纤内能以全反射方式传播时在入射端面的最大入射角)。 解:位于光纤入射端面,满足由空气入射到光纤芯中,应用折射定律则有: n0sinI1=n2sinI2 (1) 而当光束由光纤芯入射到包层的时候满足全反射,使得光束可以在光纤内传播,则有:

天津大学20142015学年工程光学期末考试试卷.doc

天津大学工程光学(上)期末考试试卷 一.问答题:(共12分,每题3分) 1.摄影物镜的三个重要参数是什么?它们分别决定系统的什么性质? 2.为了保证测量精度,测量仪器一般采用什么光路?为什么? 3.显微物镜、望远物镜、照相物镜各应校正什么像差?为什么? 4.评价像质的方法主要有哪几种?各有什么优缺点? 二.图解法求像或判断成像方向:(共18分,每题3分) 1.求像A 'B ' 2.求像A 'B ' 3.求物AB 经理想光学系统后所成的像,并注明系统像方的基点位置和焦距 4.判断光学系统的成像方向 5.求入瞳及对无穷远成像时50%渐晕的视场 6.判断棱镜的成像方向 题2-3图 题2-2图

三.填空:(共10分,每题2分) 1.照明系统与成像系统之间的衔接关系为: ①________________________________________________ ②________________________________________________ 2.转像系统分____________________和___________________两大类, 其作用是:_________________________________________ 3.一学生带500度近视镜,则该近视镜的焦距为_________________, 该学生裸眼所能看清的最远距离为_________________。 4.光通过光学系统时能量的损失主要有:________________________, 题2-4图 题2-5图 题2-6图

________________________和_______________________。 5.激光束聚焦要求用焦距较________的透镜,准直要用焦距较________的透镜。 四.计算题:(共60分) 1.一透镜焦距mm f 30'=,如在其前边放置一个x 6-=Γ的开普勒望远镜,求组合后系统的像方基点位 置和焦距,并画出光路图。(10分) 2.已知mm r 201=,mm r 202-=的双凸透镜,置于空气中。物A 位于第一球面前mm 50处,第二面镀反射膜。该物镜所成实像B 位于第一球面前mm 5,如图所示。若按薄透镜处理,求该透镜的折射率n 。(20分) 3.已知物镜焦距为mm 500,相对孔径101 ,对无穷远物体成像时,由物镜第一面到像平面的距离为 mm 400,物镜最后一面到像平面的距离为mm 300。 (1)按薄透镜处理,求物镜的结构参数;(8分) (2)若用该物镜构成开普勒望远镜,出瞳大小为mm 2,求望远镜的视觉放大率;(4分) (3)求目镜的焦距、放大率;(4分) (4)如果物镜的第一面为孔径光阑,求出瞳距;(6分) (5)望远镜的分辨率;(2分) (6)如果视度调节为折光度,目镜应能移动的距离。(2分) (7)画出光路图。(4分) 工程光学(上)期末考试参考答案 一. 简答题:(共12分,每题3分) 1.摄影物镜的三个重要参数是什么?它们分别决定系统的什么性质? 答:摄影物镜的三个重要参数是:焦距'f 、相对孔径'/f D 和视场角ω2。焦距影响成像的大小,相对 孔径影响像面的照度和分辨率,视场角影响成像的范围。 2.为了保证测量精度,测量仪器一般采用什么光路?为什么?

2019河北工业大学考研大纲-822 工程光学基础

河北工业大学2019年硕士研究生招生考试 自命题科目考试大纲 科目代码:822 科目名称:工程光学基础 适用专业:仪器科学与技术、仪器仪表工程(专业学位) 一、考试要求 工程光学基础适用于河北工业大学机械工程学院仪器科学与技术专业、仪器仪表工程(专业学位)专业硕士研究生招生专业课考试。主要考察对于工程光学基础的基本概念、方法及运用所学知识分析问题和解决问题的能力。 二、考试形式 试卷采用客观题型和主观题型相结合的形式,主要包括选择题、填空题、判断题、简答题、计算题、分析论述题、设计题等。考试时间为3小时,总分为150分。 三、考试内容 (一)几何光学基本定律与成像概念 1、几何光学的基本定律:折射定律、反射定律、全反射定律、马吕斯定律、费马原理等。 2、几何光学的基本概念:光波、折射率等。 (二)光线光路计算及近轴区成像 1、单个折射球面光线计算 能够利用公式进行实际光路中的光线轨迹运算。 2、近轴区单个折射球面及球面系统的成像物象位置关系计算 能够利用光线追迹计算结果初步判断光学系统的像差;能够利用近轴区的各种公式计算像的位置,像的大小并判断像的虚实。 (三)理想光学系统

1、理想光学系统的基本理论 能够利用共线成像理论求解基点和基面,并完成图解法求像。 2、理想光学系统的解析法求像 能够利用工作理想光学系统的各种计算公式计算理想光学系统的物象位置关系、计算像的大小、位置并判断像的虚实;能够利用节点的性质进行实际问题的分析。 3、光学系统的组合 利用两个理想光学组合等效系统的基点和基面的几何求解方法求解任何所需要的透镜。利用正切法将三个及以上系统的组合等效系统求解。 4、透镜 能够利用透镜的相关公式求解透镜的焦距和基点位置。 (四)平面与平面元件 1、平面元件简介 能够利用平面镜的成像特性解释各种有关平面镜的光学现象及成像特点。能够利用平面镜的旋转性、平移性、双面镜的成像特性进行系统设计。 2、平行平板 能够平行平板成像公式及成像特性解释有关光学现象并应用到实际之中。 3、反射棱镜及像方坐标系求解 能够利用反射棱镜像方坐标系及透镜在不同情况下的像方坐标系的求解方法求解系统的像方坐标系;能够利用棱镜的光学系统的成像方法进行光学系统分析。 4、折射棱镜及光楔 利用折射棱镜最小偏向角的原理解决实际光学问题;学生能够利用光楔的作用分析其在光学系统中的作用。

《工程光学基础》考试大纲

《工程光学基础》考试大纲 主要参考书目 1.工程光学基础教程,郁道银,谈恒英,机械工业出版社,2008 2.工程光学(第4版),郁道银,谈恒英,机械工业出版社,2016 考试内容和考试要求 一、几何光学基本定律与成像概念 考试内容: 1、几何光学基本定律 2、成像基本概念与完善成像 3、近轴光学系统 考试要求: 1、掌握光学基本定律及几何光学基本概念 2、掌握成像概念与完善成像条件 3、掌握近轴光线及成像特点、掌握光轴光线成像计算 二、理想光学系统 考试内容 1、理想光学系统的基点与基面 2、理想光学系统的物像关系 3、理想光绪系统的放大率 4、理想光学系统的组合 考试要求: 1、掌握理想光学系统的基点与基面概念 2、掌握理想光学系统的求物像关系(作图法与计算法) 3、掌握理想光绪系统的放大率概念与相关计算 4、理解理想光学系统的组合方法及计算 三、平面系统 考试内容 1、平面镜成像

2、平行平板 3、反射棱镜 4、折射棱镜与光楔 考试要求: 1、掌握平面镜成像规律 2、掌握平行平板成像规律 3、掌握反射棱镜成像与成像方向判断 4、了解折射棱镜与光楔传光特性 四、光学系统中的光阑和光束限制 考试内容 1、光阑 2、照相系统中的光阑 3、望远镜系统中成像光束的选择 4、显微镜系统中的光束限制与分析 考试要求: 1、掌握光阑的分类及作用 2、掌握照相系统中光束限制分析 3、掌握望远镜系统中成像光束分析方法 4、掌握显微镜系统中的光束限制与分析 五、光度学 考试内容 1、辐射量与光学量及其单位 2、光传播过程中光学量的变化规律 3、成像系统像面的光照度 考试要求: 1、掌握光学量及其单位 2、理解光传播过程中光学量的变化规律 3、理解成像系统像面的光照度的计算 六、典型光学系统 考试内容 1、眼睛及其光学系统

工程光学-浙大2005年答案

05年答案 一.1.C 2.B 3.B 4.D 5.D 6.C 7.C 8.C 9.B 10.A 二.1.会聚球面波:E=(A/r)exp(-ikr) 发散球面波:E=(A/r)exp(ikr) 2.ε(x)=asin(2えx/d)+t0 3.扩展光源上的两点SS’发出的同倾角的光线经过平板后到达观察屏上时有相同的光程差,故可见度不受影响。 p 4.让偏振光通过?波片,旋转偏振器,能找到消光位置者为椭圆偏振光 5.望远镜分辨率用θ=1.22λ/D 三. 1.同02年试题 2.条纹移动112个,表示光程差为112λ,而这时两束光程差为(n-1)l,其中l=500mm; 所以(n-1)×500=112×589.3×10-6 3.同01年试题 4.d=1/2000mm,设闪耀角为γ 对一级闪耀波长,2dsinγ=λ则,γ=17.46o

由光栅方程d(sini-sin θ)=m λ i=γ d(sin γ-sin θ)=m λ 取sin θ=1,得m=-1.17 取sin θ=-1, 得m=2.17 因此,最多可看见500nm 的-1,0,+1,+2级光谱 6.建立如图坐标, 则,投射系数为: t(x)=rect(x/a)+rect[(x-3/2a-d)/2a] 频谱为E(u)=F[t(x)] a d 2a =asinc[(ax)/(λz 1)]+ 2aexp[-i2えu(3/2a+d)]sinc[(2ax)/ (λz 1)] I==a 2sinc 2[(2ax)/ (λz 1)]+4 a 2sinc 2[(ax)/ (λz 1)]+ 4 a 2sinc [(ax)/ (λz 1)] sinc [(2ax)/ (λz 1)]cos[えx(3a+2d)/( λz 1)] 7.同02年试题 8.从起偏器透出偏振光的琼斯矢量为【 】 待测波片的琼斯矩阵为: m=2 1 法线 0-1 0 1

2015年天津大学工程光学考研真题,复习经验,考研重点,考研参考书

1/10 【育明教育】中国考研考博专业课辅导第一品牌官方网站:https://www.360docs.net/doc/187154028.html, 1 2015年天津大学考研指导 育明教育,创始于2006年,由北京大学、中国人民大学、中央财经大学、北京外国语大学的教授投资创办,并有北京大学、武汉大学、中国人民大学、北京师范大学复旦大学、中央财经大学、等知名高校的博士和硕士加盟,是一个最具权威的全国范围内的考研考博辅导机构。更多详情可联系育明教育孙老师。 工程光学 一、考试的总体要求本门课程的考试旨在考核学生有关应用光学和物理光学方面的基本概念、基本理论掌握情况,以及实际解决光学问题的能力。考生应独立完成考试内容,在回答试卷问题时,要求概念准确,逻辑清楚,必要的解题步骤不能省略,光路图应清晰正确。二、考试的内容及比例:考试内容包括应用光学和物理光学两部分,试题内容比例各占50%。“应用光学”应掌握的重点知识包括:几何光学的基本理论和成像概念、理想光学系统理论、系统中的光束限制、平面和平面系统对成像的影响、像差的基本概念和典型光学系统的性质、成像关系及光束限制等。具体内容如下:第一章几何光学基本定律与成像概念掌握几何光学基本定律的内容、表达式和现象解释:1)光的直线传播定律2)光的独立传播定律3)反射定律和折射定律(全反射及其应用)4)光路的可逆性5)费马原理6)马吕斯定律:了解完善成像的概念和相关表述掌握应用光学中的符号规则,了解单个折射球面的光线光路计算公式(近轴、远轴)掌握单个折射球面、反射球面的成像公式,包括垂轴放大率β、轴向放大率α、角放大率γ、拉赫不变量J 等公式;理解三种放大率的定义和物理意义。掌握共轴球面系统计算方法(包括过渡公式、成像放大率公式)第二章理想光学系统掌握共轴理想光学系统四对基点、基面的性质,并能灵活运用。掌握图解法求像的方法,会作图求像。掌握解析法求像方法(牛顿公式、高斯公式)。掌握理想光学系统垂轴放大率β、轴向放大率α和角放大率γ的定义、计算公式、物理意义及其与单个折射球面公式的异同,理想光学系统两焦距之间的关系,理想光学系统的组合公式和正切计算法掌握望远物镜、反远距型物镜的组成和结构特点,会画光路图。第三章平面与平面系统1.了解平面光学元件的种类和作用。2.掌握平面镜的成像特点和性质,平面镜的旋转特性,光学杠杆原理和应用3.掌握平行平板的成像特性,近轴区内的轴向位移公式4.掌握反射棱镜的种类、基本用途、成像方向判别、等效作用与展开。5.了解折射棱镜的作用,掌握其最小偏向角公式及应用,光楔的偏向角公式及其应用 第四章光学系统中的光束限制1.掌握孔径光阑、入瞳、出瞳、孔径角的定义及它们的关系2.掌握视场光阑、入窗、出窗、视场角的定义及它们的关系3.掌握渐晕、渐晕光阑、渐晕系数的定义及渐晕光阑和视场光阑的关系4.掌握物方远心光路的工作原理5.了解光瞳衔接原则及其作用6.掌握场镜的定义、作用和成像关系第六章光线的光路计算及像差理论 57 1.了解像差的定义、种类和消像差的基本原则2.掌握7种几何像差的定义、影响因素、性质和消像差方法第七章典型光学系统了解正常眼、近视眼、远视眼的定义和特征,校正非正常眼的方法,眼睛调节能力的计算,双目立体视觉的原理。掌握视觉放大率的概念、表达式及其意义,与光学系统角放大率的异同点。掌握显微镜系统的概念和计算公式,包括:1)结构组成、成像关系、光束限制2)视觉

工程光学基础教程-习题答案(完整)

第一章 几何光学基本定律 1. 已知真空中的光速c =38 10?m/s ,求光在水(n=1.333)、冕牌玻璃(n=1.51)、火石玻璃(n=1.65)、加拿大树胶(n=1.526)、金刚石(n=2.417)等介质中的光速。 解: 则当光在水中,n=1.333时,v=2.25 m/s, 当光在冕牌玻璃中,n=1.51时,v=1.99 m/s, 当光在火石玻璃中,n =1.65时,v=1.82 m/s , 当光在加拿大树胶中,n=1.526时,v=1.97 m/s , 当光在金刚石中,n=2.417时,v=1.24 m/s 。 2. 一物体经针孔相机在 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。 解:在同种均匀介质空间中光线直线传播,如果选定经过节点的光线则方向不变,令屏到针孔的初始距离为x ,则可以根据三角形相似得出: ,所以x=300mm 即屏到针孔的初始距离为300mm 。 3. 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。若在玻璃板上盖一圆形的纸片,要求在玻璃板上方任何方向上都看不到该金属片,问纸片的最小直径应为多少? 2211sin sin I n I n = 66666.01 sin 2 2== n I 745356.066666.01cos 22=-=I 1mm I 1=90? n 1 n 2 200mm L I 2 x

88.178745356 .066666 .0* 200*2002===tgI x mm x L 77.35812=+= 4.光纤芯的折射率为1n ,包层的折射率为2n ,光纤所在介质的折射率为0n ,求光纤的数值孔径(即10sin I n ,其中1I 为光在光纤内能以全反射方式传播时在入射端面的最大入射角)。 解:位于光纤入射端面,满足由空气入射到光纤芯中,应用折射定律则有: n 0sinI 1=n 2sinI 2 (1) 而当光束由光纤芯入射到包层的时候满足全反射,使得光束可以在光纤内传播,则有: (2) 由(1)式和(2)式联立得到n 0 . 5. 一束平行细光束入射到一半径r=30mm 、折射率n=1.5的玻璃球上,求其会聚点的位置。如果在凸面镀反射膜,其会聚点应在何处?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?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。 解:该题可以应用单个折射面的高斯公式来解决, 设凸面为第一面,凹面为第二面。 (1)首先考虑光束射入玻璃球第一面时的状态,使用高斯公式: 会聚点位于第二面后15mm 处。 (2) 将第一面镀膜,就相当于凸面镜

天津大学2018年《807工程光学》考研大纲

天津大学2018年《807工程光学》考研大纲 一、考试的总体要求 本门课程的考试旨在考核学生有关应用光学和物理光学方面的基本概念、基本理论和实际解决光学问题的能力。 考生应独立完成考试内容,在回答试卷问题时,要求概念准确,逻辑清楚,必要的解题步骤不能省略,光路图应清晰正确。 二、考试的内容及比例: 考试内容包括应用光学和物理光学两部分。 “应用光学”应掌握的重点知识包括:几何光学的基本理论和成像概念、理想光学系统理论、光学系统中的光束限制、平面和平面系统对成像的影响、像差的基本概念和典型光学系统的性质、成像关系及光束限制等。具体知识点如下: 1、掌握几何光学基本定律与成像基本概念,包括:四大基本定律及全反射的内容与现象解释;完善成像条件的概念和相关表述;几何光学符号规则以及单个折射球面、反射球面的成像公式、放大率公式等。 2、掌握理想光学系统的基本理论和典型应用,包括:基点、基面的主要类型及其特点;图解法求像的方法;解析法求像方法(牛顿公式、高斯公式);理想光学系统三个放大率的定义、计算公式及物理意义;理想光学系统两焦距之间的关系;正切计算法以及几种典型组合光组的结构特点、成像关系等。 3、掌握平面系统的主要种类及应用,包括:平面镜的成像特点及光学杠杆原理和应用;反射棱镜的种类、基本用途及成像方向判别;光楔的偏向角公式及其应用等。 4、掌握典型光学系统的光束限制分析,包括:孔径光阑、入瞳、出瞳、孔径角的定义及它们的关系;视场光阑、入窗、出窗、视场角的定义及它们的关系;渐晕、渐晕光阑、渐晕系数的定义;物方远心光路的工作原理;光瞳衔接原则及其作用;场镜的定义、作用和成像关系等。 5、了解像差基本概念,包括:像差的定义、种类和消像差的基本原则;7种几何像差的定义、影响因素、性质和消像差方法等。 6、掌握几种典型光学系统的基本原理和特点,包括:正常眼、近视眼和远视眼的定义和特征,校正非正常眼的方法;视觉放大率的概念、表达式及其意义;显微镜系统的结构特点、成像特点、光束限制特点及主要参数的计算公式;临界照明和坷拉照明系统的组成、优缺点;望远系统的结构特点、成像特点、光束限制特点及主要参数的计算公式;摄影系统的结构特点、成像特点、光束限制特点及主要参数的计算公式;投影系统的概念、计算公式以及其照明系统的衔接条件等。 “物理光学”应掌握的重点知识包括:光的电磁理论基础、光的干涉和干涉系统、光的衍射、光的偏振和晶体光学基础等。其中傅立叶光学一章可作为部分专业(如:光科等)的选作内容。具体知识点如下: 1、掌握电磁波的平面波解,包括:平面波、简谐波解的形式和意义,物理量的关系,电磁波的性质等;掌握波的叠加原理、计算方法和4种情况下两列波的叠加结果、性质分析。 2、掌握干涉现象的定义和形成干涉的条件;掌握杨氏双缝干涉性质、装置、公式、条纹特 点及其现象的应用;了解条纹可见度的定义、影响因素及其相关概念(包括临界宽度和允许宽度、空

工程光学练习题(英文题加中文题含答案)

English Homework for Chapter 1 1.In ancient times the rectilinear propagation of light was used to measure the height of objects by comparing the length of their shadows with the length of the shadow of an object of known length. A staff 2m long when held erect casts a shadow 3.4m long, while a building’s shadow is 170m long. How tall is the building? Solution. According to the law of rectilinear propagation, we get, x=100 (m) So the building is 100m tall. 2.Light from a water medium with n=1.33 is incident upon a water -glass interface at an angle of 45o. The glass index is 1.50. What angle does the light make with the normal in the glass? Solution. According to the law of refraction, We get, So the light make 38.8o with the normal in the glass. 3. A goldfish swims 10cm from the side of a spherical bowl of water of radius 20cm. Where does the fish appear to be? Does it appear larger or smaller? Solution. According to the equation. and n ’=1 , n=1.33, r=-20 we can get So the fish appears larger. 4.32170= x ' 'sin sin I n I n =626968 .05.145 sin 33.1sin =?= 'ο I ο 8.38='I r n n l n l n -'=-''11416.110 133 .15836.8)(5836.81165.02033.01033.11>-=??-=''= -='∴-=--+-=-'+='l n l n cm l r n n l n l βΘn′=1.50 n=1.33 water 45o I′ A

天津大学《工程光学》课程教学大纲

天津大学《工程光学》课程教学大纲 课程代码:2020015/2020016 课程名称:工程光学 学时:64 学分: 4 学时分配:授课:52 实验:12(内容及要求见实验教学大纲)授课学院:精仪学院更新时间:2011-6-14 适用专业:测控技术与仪器、电子科学与技术、信息工程(光电信息工程方向)、光电子技术科学、生物医学工程 先修课程:高等数学、大学物理 一.课程性质、教学目的与任务 本课程是一门专业基础课,主要讲授几何光学和物理光学方面的基本理论、基本方法和典型光学系统实例及应用。通过本课程的学习,学生应能对光学的基本概念、基本原理和典型系统有较为深刻的认识,为学习光学设计、光信息理论和从事光学研究打下坚实的基础。 二.教学基本要求 任课教师应以本课程大纲为依据,合理安排教学内容,认真备课;课堂教学中应尽可能充分利用多媒体课件、课程网站等现有教学资源,根据实际条件开展不同程度的双语教学实践;课堂教学后,要留一定数量的作业题,并坚持批改,以利掌握学生的学习情况;习题讲解和分析均不占课内学时;要及时与实验指导人员取得联系,安排相应课程实验,课程主讲教师必须全程参加实验指导1个班次。 学生应按要求参加全部的课堂教学活动,按要求完成作业;参加期中、期末考试,获得该课程学分。 通过本课程的学习,学生应掌握或了解以下基本内容: 1.系统掌握几何光学的基础理论,包括基本定律、球面和共轴球面系统理论、理想光学系统理论,平面镜与棱镜系统理论和光学系统中光阑的概 念。 2.掌握光学系统像差的基本概念、产生原因、危害和校正方法,了解像差的计算。 3.掌握三种典型的光学系统,即:显微系统、望远系统和摄影系统,并了解一些特殊的光学系统知识。 4.掌握光的电磁理论及光波叠加的相关知识。

工程光学课后答案-第二版-郁道银(学习答案)

工程光学第一章习题 1、已知真空中的光速c=3 m/s,求光在水(n=1.333)、冕牌玻璃(n=1.51)、火石玻璃(n=1.65)、加拿大树胶(n=1.526)、金刚石(n=2.417)等介质中的光速。 解: 则当光在水中,n=1.333时,v=2.25 m/s, 当光在冕牌玻璃中,n=1.51时,v=1.99 m/s, 当光在火石玻璃中,n=1.65时,v=1.82 m/s, 当光在加拿大树胶中,n=1.526时,v=1.97 m/s, 当光在金刚石中,n=2.417时,v=1.24 m/s。 2、一物体经针孔相机在屏上成一60mm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。 解:在同种均匀介质空间中光线直线传播,如果选定经过节点的光线则方向不变,令屏到 针孔的初始距离为x,则可以根据三角形相似得出: 所以x=300mm 即屏到针孔的初始距离为300mm。 3、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。若在玻璃板上盖一圆形纸片,要求在玻璃板上方任何方向上都看不到该金属片,问纸片最小直径应为多少? 解:令纸片最小半径为x, 则根据全反射原理,光束由玻璃射向空气中时满足入射角度大于或等于全反射临界角时均会发生全反射,而这里正是由于这个原因导致在玻璃板上方看不到金属片。而全反射临界角求取方法为: (1) 其中n2=1, n1=1.5, 同时根据几何关系,利用平板厚度和纸片以及金属片的半径得到全反射临界角的计算方法为: (2) 联立(1)式和(2)式可以求出纸片最小直径x=179.385mm,所以纸片最小直径为358.77mm。 4、光纤芯的折射率为n1、包层的折射率为n2,光纤所在介质的折射率为n0,求光纤的数值孔径(即n0sinI1,其中I1为光在光纤内能以全反射方式传播时在入射端面的最大入射角)。 解:位于光纤入射端面,满足由空气入射到光纤芯中,应用折射定律则有: n0sinI1=n2sinI2 (1)

天大工程光学(下)期末考试试卷及答案

工程光学(下)期末考试试卷 一、填空题(每题2分,共20分) 1.在夫琅和费单缝衍射实验中,以钠黄光(波长为589nm )垂直入射,若缝宽为0.1mm ,则第1极小出现在( )弧度的方向上。 2.一束准直的单色光正入射到一个直径为1cm 的汇聚透镜,透镜焦距为50cm ,测得透镜焦平面上衍射图样中央亮斑的直径是3 1066.6-?cm ,则光波波长为( )nm 。 3.已知闪耀光栅的闪耀角为15o ,光栅常数d=1μm ,平行光垂直于光栅平面入射时在一级光谱处得到最大光强,则入射光的波长为( )nm 。 4.晶体的旋光现象是( ),其规律是( )。 5.渥拉斯棱镜的作用( ),要使它获得较好的作用效果应( )。 6.() =?? ? ?????????-??????-??????110 01 01 1111i i 利用此关系可( )。 7.波片快轴的定义:( )。 8.光源的相干长度与相干时间的关系为( )。 相干长度愈长,说明光源的时间相干性( )。 9.获得相干光的方法有( )和( )。 10. 在两块平板玻璃A 和B 之间夹一薄纸片G ,形成空气劈尖。用单色光垂直照射劈尖,如图1所示。当稍稍用力下压玻璃板A 时,干涉条纹间距( ),条纹向( )移动。若使平行单色光倾斜照射玻璃板(入射角01>i ),形成的干涉条纹与垂直照射时相比,条纹间距( )。 二、问答题(请选作5题并写明题号,每题6分,共30分) 1. 简要分析如图2所示夫琅和费衍射装置如有以下变动时,衍射图样会发生怎样的变 化? 1)增大透镜L 2的焦距; 2)减小透镜L 2的口径; 3)衍射屏作垂直于光轴的移动(不超出入射光束照明范围)。

第三版工程光学答案[1]

第一章 3、一物体经针孔相机在 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。 解:在同种均匀介质空间中光线直线传播,如果选定经过节点的光线则方向不变, 令屏到针孔的初始距离为x ,则可以根据三角形相似得出: 所以x=300mm 即屏到针孔的初始距离为300mm 。 4、一厚度为200mm 的平行平板玻璃(设n =),下面放一直径为1mm 的金属片。若在玻璃板上盖一圆形的纸片,要求在玻璃板上方任何方向上都看不到该金属片,问纸片的最小直径应为多少 2211sin sin I n I n = 66666.01 sin 2 2== n I 745356.066666.01cos 22=-=I 88.178745356 .066666 .0* 200*2002===tgI x 1mm I 1=90? n 1 n 2 200mm L I 2 x

mm x L 77.35812=+= 8、.光纤芯的折射率为1n ,包层的折射率为2n ,光纤所在介质的折射率为0n ,求光纤的数 值孔径(即10sin I n ,其中1I 为光在光纤内能以全反射方式传播时在入射端面的最大入射角)。 解:位于光纤入射端面,满足由空气入射到光纤芯中,应用折射定律则有: n 0sinI 1=n 2sinI 2 (1) 而当光束由光纤芯入射到包层的时候满足全反射,使得光束可以在光纤内传播,则有: (2) 由(1)式和(2)式联立得到n 0 . 16、一束平行细光束入射到一半径r=30mm 、折射率n=的玻璃球上,求其会聚点的位置。如 果在凸面镀反射膜,其会聚点应在何处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。 解:该题可以应用单个折射面的高斯公式来解决, 设凸面为第一面,凹面为第二面。

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