《华南农业大学期末考试试卷》2014(2)

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华南农业大学期末考试试卷（B卷）2014

学年第2学期考试科目：工程光学学号姓名年级专业

题号一二三四五总分

得分

评阅人

一、填空题（本大题共11小题，每空1分，共20分）

1. 发生全反射的条件为（1）由光密介质射向光疏介质（2）入射角大于临界角。

2. 光学系统的垂轴放大率β、轴向放大率α及角放大率γ之间的关系为

。

3. 一折射率为1.5，曲率半径为50mm的折射球面，在其前方400mm光轴上有一物点经球面成像，求像点离球面顶点的距离为400/3 mm。

4. 一个折射率为1.52的双凸薄透镜，其中一个折射面的曲率半径是另一个折射面的2倍，且其焦距为5cm，则这两个折射面的曲率半径分别是7.8cm和

-3.9cm。

5. 反远距型光组由一个负透镜和一个正透镜组成，其特点是工作距大于组合焦距。

得分

6.

平面反射镜成像的垂轴放大率为 1

，如果反射镜转过α角，则反射光线方向改变 2α 。

7. 某种波长的光入射到顶角为600的折射棱镜，测得最小偏向角为'

1542，则该种玻璃对于入射波长的折射率为 1.557 。

8. 有一盛满水的容器，水的折射率为4/3，水面的高度为400mm,在容器底部放一块硬币，人眼以接近垂直水面方向观察硬币，则硬币经水成像后，像离水面的距离为 300 mm 。

9. 限制轴上物点成像光束宽度的光阑是 孔径光阑 ，而 视场光阑 在 其基础上进一步限制轴外物点的成像光束宽度。

10. 测量显微镜的孔径光阑放置在 物镜后焦平面上 ，视场光阑放置在一次实 像面处；如果用''5.0的CCD 接收图像并用''14的监视器观察图像，要求系统放大 倍率为140倍，则显微镜的放大率为 5倍 。（140/14*0.5）

11. 单色光成像会产生性质不同的五种像差，分别为球差、慧差、 场曲 、 像散 、 畸变 ，白光产生的色差有两种，即位置色差和 倍率色差 。

二、选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）

1. 已知真空中的光速c ≈3×108,则光在折射率为1.65的火石玻璃中的光速为

得分

（ B ）

（A ）1.718×108。（B ）1.818×108。（C ）1.918×108。（D ）以上都不是。 2.一物体经针孔相机在屏上成像的大小为60mm ,若将屏拉远50mm ，像的大小变为70mm ，则屏到针孔的初始距离为（C ）50/（70-60）*60 （A ）100mm 。（B ）200mm 。（C ）300mm 。（D ）400mm 。

3. 有一置于空气中的理想光学系统，其垂轴放大率 ，则正确的是（A ） ①物像位于系统的同侧。②角放大率 。③像高大于物高。④光学系统的焦距为正。

（A ）①③ （B ）②④ （C ）①② （D ）③④

4. 将两个焦距分别为'1f 和'2f 的已知光组组合在一起则正确的是（B ） ①若 '1f 和 '2f 均为正值，则组合后的光组焦距'f 为正。

② 当光学间隔0=? 时，组合后光组的光焦度为0。 ③ 当光学间隔?增大时，组合后光组的焦距值变小。

④ 当两光组密接时，组合光组的焦距 。

（A ）①③ （B ）②③ （C ）①② （D ）③④

5. 在生物显微镜系统中加入场镜后，将会出现下列哪种情况？（C ）

（A ）系统的放大率变大。（B ）出瞳距不变。（C ）在保证相同渐晕系数的情况下，目镜的通光口径变小。（D ）在保证相同渐晕系数的情况下，物镜的通光口径变小。

6. 在光学系统中，没有共轭关系的是：（D ） （A ）入瞳和出瞳。 （B ）入窗和出窗。 （C ）物方主点和像方主点。 （D ）物方焦点和像方焦点。

7. 物方远心光路具有下列属性：（C ） ①物方主光线通过物方焦点。 ②像方主光线通过像方焦点。 ③物方主光线平行于光轴。 ④像方主光线平行于光轴。

0>β0>γ'2'1'f f f +=

（A ）①② （B ）①③ （C ）②③ （D ）③④ 8. 下列不是齐明点的是：（ C ） （A ）物点和像点均位于球面顶点。 （B ）物点和像点均位于球面的曲率中心。 （C ）物点位于n r n n L /)('+=。 （D ）物点位于n r n n L /)('-=。

9. 下面像差中只与视场有关的是：（ D ） ①正弦差。② 慧差。③ 畸变。④ 细光束场曲。 （A ）①④ （B ）①③ （C ）②③ （D ）③④ 10. 下面像差中只与孔径有关的是：（A ） ①球差。②慧差。③细光束场曲。④位置色差。 （A ）①④ （B ）①③ （C ）②③ （D ）③④

三、作图题（本大题共2小题，每小题5分，共10分） 1. 用图解法求AB 的像''B A 。

2. 判断棱镜成像方向。

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四、简答题（本大题共3小题，每小题6分，共18分）

1.图解法求像时，一般选择典型光线进行作图，选择的典型光线有那些？

答：①平行于光轴入射的光线，经过系统后过像方焦点。（焦点性质）

②过物方焦点的光线经过系统后平行于光轴。（焦点性质）

③倾斜于光轴的平行光线，经过系统后交于像方焦平面上某一点（焦平面性质）

④自物方焦平面上一点发出的光束经系统后成倾斜于光轴的平行光束。（焦平面性质）

⑤共轭光线在主平面上的投射高度相等，即一对主平面的横向放大率为+1。

2. 为了保证测量精度，测量仪器一般采用什么光路？为什么？

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，轴外物点参与成像的主光线是重合的，即轴外点成像光束在接收面上形成的弥散斑中心是相同的。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？

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。因为显微和望远物镜是大孔径、小视场系统，而照相物镜则是一个大孔径、大视场系统。

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五、计算题（本大题共4小题，每小题8分，共32分）

1. 已知，mm

r20

2

-

=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。

2. 希望得到一个对无限远成像的长焦距物镜，焦距1200'=f mm,由物镜顶点到像面的距离（筒长）L=700mm ，由系统最后一面到像面距离（工作距）为

400'=F l mm,按最简单结构的薄透镜系统考虑，求系统结构。

装

订线3. 一个光学系统由一个透镜和一个平面镜组成，如图所示。平面镜M与透镜光轴垂直交于D点，透镜前方离平面镜600mm有物体AB，经透镜和平面镜后，所成虚像''''B

A至平面镜的距离为150mm,且像高为物高的一半。试分析透镜焦距的正负，确定透镜的位置和焦距。

A

B

L

'

A

'

B

D

M

''

A

''

B

l

'l

600mm

150mm

4. 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。