工程光学练习题
工程光学实验习题
工程光学实验习题光学实验习题1．如会聚透镜的焦距大于光具座的长度，试设计一个实验，在光具座上能测定它的焦距。
2．点光源 P 经会聚透镜 L 1 成实像于 P' 点（图 1-8 ），在会聚透镜L1 与 P' 之间共轴放置一发散透镜 L2 ；垂直于光轴放一平面反射镜 M ，移动发散透镜至一合适位置，使 P 通过整个系统后形成的像仍重合在 P 处。
如何利用此现象测出发散透镜焦距？3．为什么说当准直管绕轴转过 180 时，十字线物像不重合是由于十字线中心偏离光轴的缘故？试说明之。
4．准直管测焦距的方法有哪些优点？还存在哪些系统误差？5． 1 、第一主面靠近第一个透镜，第二主面靠近第二个透镜，在什么条件下才是对的？（光具组由二薄凸透镜组成）。
6．由一凸透镜和一凹透镜组成的光具组，如何测量其基点？（距离 d 可自己设定）。
7．设计一种不测最小偏向角而能测棱镜玻璃折射率的方案（使用分光计去测）。
8．怎样应用掠入射法测定玻璃棱镜的折射率？简要说明实验方法，并推导出折射率的计算公式。
9．用阿贝折射计测量固体折射率时，为什么要滴入高折射率的接触液？为什么它对测量结果没有影响？试论证之。
10．显微镜与望远镜有哪些相同之处与不同之处？11．显微镜测量微小长度时，用测微目镜测定石英标准尺 m 个分格的数值为△ X ,为什么它和石英标准尺相应分格的实际值△ X 之比不等于物镜的放大率？12．评价天文望远镜时，一般不讲它是多少倍的，而是说物镜口径多大，你能说明为什么吗？ 13．推导式（ 6-1 ）（ P90 ）14．为何摄谱仪的底板面必须与照相系统的光轴倾斜，才能使所有谱线同时清晰？15．怎样测定摄谱仪的线色散？ 16．怎样拍摄叶绿素的吸收光谱？17．讨论单色仪的人射缝和出射缝的宽度对出射光单色性的影响，并证明出射光谱宽度其中 a 、 a' 分别为入射缝和出射缝的宽度，为棱镜的线色散。
18．如发现单色仪定标曲线上相对于已知波长曲线平移△ L 后继续使用，为什么？的鼓轮刻度 L 偏离了△ L ，能否将原定标19．证明瓦兹斯散色散装置 (P107 图 7-5) 的光束恒偏向的特性，即20．如何测定单色仪的线色散21．双棱镜和光源之间为什么要放一狭缝？为什么缝要很窄才可以得到清晰的干涉条纹？22．试证明公式23．如果被测透镜是平凹透镜，能否应用本实验方法测定其凹面的曲率半径？试说明理由并推导相应的计算公式。
工程光学题库（标记版本）
⼯程光学题库（标记版本）⼀、填空题1、光的折射定律数学表达式为__f a λ'__________________ ，反射定律可看作是折射定律在__________时的⼀种特殊情况。
2、当保持⼊射光线的⽅向不变，⽽使平⾯镜转15°⾓，则反射光线将转动⾓。
3、光线通过平⾏平板折射后出射光线⽅向___ ___,但会产⽣轴向位移量，当平⾯板厚度为d ，折射率为n ，则在近轴⼊射时，侧移量为_____________ 。
4、两列波相⼲的条件 ____ ___________ ，_____________ _ ， _______ __________ 。
5、单个折射球⾯横向放⼤率β= ，当-1<β<0时，成像性质为。
6、1/4波⽚的附加相位差为_________________,线偏振光通过1/4波⽚后，出射光将变为___________________ 。
7、光轴是晶体中存在的特殊⽅向,当光在晶体中沿此⽅向传播时不产⽣________________。
n e8、在光的衍射装置中，⼀般有光源、衍射屏、观察屏，则衍射按照它们距离不同可分为两类，⼀类为________ ，另⼀类为___________ 。
9、假设光波的偏振度为p ，则p=0时表⽰____ ____ ，p=1时表⽰_____ _____ ,010、在迈克尔逊⼲涉仪中，⽤单⾊光源直接照明，若反射镜M 1，M 2严格垂直，则可观察到若M 1与M 2’间的厚度每减少_______的距离,在条纹中⼼就⼀个条纹。
11、光波的振动⽅向与传播⽅向互相____ __,所以光波是___ ____。
12、在单缝衍射中，设缝宽为a ，光源波长为λ，透镜焦距为f ′，则其衍射暗条纹间距e 暗=____ ___ ，条纹间距同时可称为。
13、光线通过双平⾯镜后，其⼊射光线与出射光线的夹⾓为50°，则双平⾯镜的夹⾓为_______ 。
工程光学习题
2。
12 有一薄透镜组，由焦距为－300mm的负透镜和焦距为200mm的正透镜组成，两透镜相距100mm，置于空气中，求该透镜组的组合焦距和组合基点位置。
解：焦点和主点位置：2。
17 若有一透镜位于空气中，r1= 100mm,d= 8mm,n = 1。
5，若有一物体的物距l=－200mm,经该透镜成像后的像距l′= 50mm，求第二面的曲率半径r2.若物高y= 20mm,求像高。
解：由成像公式，可得又故可得由于，所以3.2一眼睛，其远点距r = 2m,近点距p =－2m。
问：（1）该眼镜有何缺陷?（2）该眼睛的调节范围为多大?（3）矫正眼镜的焦距为多大？（4）配戴该眼镜后，远点距和近点距分别为多大？解:(1)远点r = 2m，只有入射会聚光束,且光束的会聚点距离眼睛后2m才能在视网膜上形成一个清晰的像点,故此眼睛为远视眼(2）调节范围:(3)对远视眼应校正其近点，正常人眼明视距离L0=—25cm，远视眼近点为l p。
戴上眼镜后,将其近点移至L0处所带眼镜屈光度为，故(4）p = -0.25m 故r = 4。
67m一束右旋圆偏振光（迎着光的传播方向看）从玻璃表面垂直反射出来，若迎着反射光的方向观察，是什么光?解：选取直角坐标系如图（a）所示，玻璃面为xOy面,右旋圆偏振光沿z方向入射，在xOy 面上入射光电场矢量的分量为：所观察到的入射光电场矢量的端点轨迹如图（b)所示。
根据菲涅耳公式，玻璃面上的反射光相对于入射面而言有一相位突变,因此反射光的电场矢量的分量为：其旋向仍然是由y轴旋向x轴，所以迎着反射光的传播方向观察时,是左旋圆偏振光。
一束振动方位角为45°的线偏振光入射到两种介质的界面上，第一介质和第二介质的折射率分别为n1＝1和n2＝1。
5。
当入射角为50°时，试求反射光的振动方位角。
解：，由折射定律：∴∴∴∴反射光的振动方位角为：一束自然光以70°角入射到空气－玻璃（n＝1。
工程光学习题答案
工程光学习题答案第一章习题及答案1、已知真空中的光速c＝3*108m/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*108m/s,当光在冕牌玻璃中，n=1.51 时，v=1.99*108m/s,当光在火石玻璃中，n＝1.65 时，v=1.82*108m/s，当光在加拿大树胶中，n=1.526 时，v=1.97*108m/s，当光在金刚石中，n=2.417 时，v=1.24*108m/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）。
物理学：工程光学试题(题库版)
物理学：工程光学试题（题库版）1、单选原子发射光谱定性工作中，对粉末样品经常采用（）作为支持电极。
A、石墨电极B、铜电极C、锌电极D、银电极正确答案：A2、名词解释光程正确答案：光经过的实际路径长度与所在介质（江南博哥）折射率的乘积3、问答题什么叫“畸变”？它与什么因素有关？正确答案：轴外点的宽光束和细光束都有像差存在，即使只有主光线通过光学系统，由于球差影响，它不能和第二近轴光一致，主光线和高斯像面焦点的高度不等于理想像高，其差别就是系统的畸变。
4、名词解释电光效应正确答案：在电场作用下，可以使某些各向同性的透明介质变为各向异性，从而使光产生双折射，这种现象称为电光效应。
5、名词解释弧矢平面正确答案：包含主光线，且与子午平面正交的平面。
6、填空题我们通常把分界面两边折射率高的介质称为光密介质，折射率低的介质称为（）。
正确答案：光疏介质7、单选采用调制的空心阴极灯主要是为了（）。
A.延长灯寿命B.克服火焰中的干扰谱线C.防止光源谱线变宽D.扣除背景吸收正确答案：B8、问答题正弦光栅在自身所在平面内分别平移和转动时，对夫琅禾费衍射场的衍射斑有什么影响。
正确答案：正弦光栅在自身所在平面内移动时衍射斑光强分布不变，相位分布发生变化。
在自身平面内转动时，衍射光强和相位分布都发生变化。
9、名词解释物方远心光路正确答案：光学系统的物方光线平行于光轴，主光线的汇聚中心位于物方无限远处.10、填空题发光点发出的光波向四周传播时，某一时刻其振动位相相同的点所构成的等相位面称为波阵面，简称（）正确答案：波面11、填空题棱镜摄谱仪的结构主要由（），（），（），（）四部分（系统）组成。
正确答案：照明系统；准光系统；色散系统；投影系统12、名词解释物方空间正确答案：所有实物点和虚物点的集合构成的空间。
13、填空题交流电弧的激发能力强，分析的重现性好，适用于（），不足的是蒸发能力也稍弱，灵敏度稍低。
正确答案：定量分析14、问答题什么是景深，照相物镜的景深与什么有关？正确答案：能在像面上获得清晰像的物空间的深度是系统的景深。
工程光学练习答案(带样题).doc
工程光学练习答案(带样题)期末，东北石油大学审查了09级工程光学的测量和控制材料。
第一章练习1，假设真空中的光速为3米/秒，则计算水中(n=1.333)、皇冠玻璃(n=1.51)、燧石玻璃(n=1.65)、加拿大树胶(n=1.526)、钻石(n=2.417)和其他介质中的光速。
解决方案:当灯在水中时，n=1.333，v=2.25m米/秒，当灯在皇冠玻璃中时，n=1.51，v=1.99m米/秒，当灯在燧石玻璃中时，n=1.65，v=1.82m米/秒，当灯在加拿大树胶中时，n=1.526，v=1.97m米/秒，当灯在钻石中时，n=2.417，v=1.24米/秒。
2.一个物体穿过针孔照相机，在屏幕上形成一个60毫米大小的图像。
如果屏幕被拉开50毫米，图像的尺寸变成70毫米，计算出从屏幕到针孔的初始距离。
解决方案:在同一个均匀的介质空间中，光直线传播。
如果选择通过节点的光，方向不会改变，从屏幕到针孔的初始距离为x，则可以根据三角形的相似性得到:因此，x=300mm毫米意味着从屏幕到针孔的初始距离是300毫米。
3、一块厚度为200毫米的平行平板玻璃(n=1.5)，下面放一块直径为1毫米的金属板。
如果玻璃板上覆盖有圆形纸片，则要求玻璃板上方的任何方向都不能看到纸片。
这张纸的最小直径是多少？解决方案:如果纸片的最小半径是x，那么根据全反射原理，当光束从玻璃发射到空气中的入射角大于或等于全反射临界角时，就会发生全反射，正是由于这个原因，在玻璃板上方看不到金属片。
全反射的临界角由下式确定:(1)其中N2=1，n1=1.5，根据几何关系，利用平板的厚度和纸张与金属片的半径计算全反射临界角的方法如下:(2)纸张的最小直径x=179.385mm毫米可以通过组合等式(1)和(2)来获得，因此纸张的最小直径为358.77毫米4.光纤芯的折射率是n1.包层的折射率为n2，光纤所在介质的折射率为n0。
计算光纤的数值孔径(即n0sinI1，其中I1是光在光纤中以全反射模式传播时，光在入射端面的最大入射角)。
工程光学综合练习题
工程光学综合练习题工程光学是光学学科的一个重要分支，它关注于利用光学原理和技术来解决实际工程问题。
本篇文章将为您提供一套综合性的工程光学练习题，在完成每道题目后，您可以在下方找到相应的详细解答。
请准备好您的思维和计算能力，并让我们一起开始吧！练习题一：透镜的成像一个物体位于离一透镜的左侧10 cm处，虚物距为15 cm。
透镜的焦距为20 cm。
请计算：1. 物体的实际高度；2. 物体到透镜的像距和像的放大倍数；3. 像的性质（实像还是虚像）。
练习题二：光的折射一束光从空气（n=1）垂直入射到玻璃（n=1.5）中。
根据折射定律，请回答以下问题：1. 入射角和折射角的关系；2. 光的速度在空气和玻璃中的比值；3. 光的频率在空气和玻璃中是否改变。
练习题三：干涉现象两束相干光垂直入射到一个薄膜上，反射光和透射光的路径差为λ/4。
请回答以下问题：1. 反射光和透射光的相位差；2. 当反射光和透射光合成时，是否会发生干涉现象；3. 干涉程度与路径差的关系。
练习题四：光的偏振一束偏振光以45°的角度入射到一块偏振片上，通过该偏振片后，请回答以下问题：1. 出射光的偏振状态；2. 若将这束出射光再次入射到另一块偏振片上，且两片偏振片光轴垂直，求通过第二块偏振片的光的强度比原来的光强。
练习题五：光的衍射一束单色光通过一个狭缝后，发生衍射现象。
请回答以下问题：1. 产生衍射现象的必要条件；2. 当狭缝越窄时，衍射条纹的宽度是增大还是减小；3. 如何利用衍射现象来测量小孔的直径。
练习题六：激光技术激光在现代工程中有着广泛的应用。
请简要回答以下问题：1. 什么是激光，它与常规光有何不同之处；2. 列举至少三个激光应用的领域，并简述其原理；3. 激光在通信中的作用和优势是什么。
解答如下：练习题一：1. 物体的实际高度为10 cm。
2. 物体到透镜的像距为40 cm，像的放大倍数为1。
3. 像为实像。
练习题二：1. 入射角和折射角的关系由折射定律给出：n1sinθ1 = n2sinθ2，其中θ1为入射角，θ2为折射角，n1和n2分别为两种介质的折射率。
工程光学习题1
π
2
∵ E = 1 =C B εμ
B=
2 = 0.67 × 10 −8 (T ) 3 × 10 8
相应磁场 B 的表达式为
⎧ ⎡ ⎞ π⎤ −8 14 ⎛ z ⎪ B x = −0.67 × 10 cos ⎢2π × 10 ⎜ − t ⎟ + ⎥ (T ) ⎝c ⎠ 2⎦ ⎣ ⎪ ⎪ ⎨B y = 0 ⎪ ⎪Bz = 0 ⎪ ⎩
当 γ = 6 × 1014 Hz ， Δγ = 3 × 10 8 Hz 时
λ=
c
γ
= Δγ
3 × 108 = 5 × 10 − 7 m 14 6 × 10
Δλ =
γ
⋅λ =
3 × 108 × 5 × 10 − 7 = 2.5 × 10−13 代入 14 6 × 10
λm =
2π 2π 2λ (λ + Δλ ) = = 1 ⎞ km Δλ ⎛1 π⎜ − ⎟ ⎝ λ λ + Δλ ⎠
5
⎧ ⎡⎛ 1 ⎤ ⎤⎫ ⎡⎛ 1 1 ⎞ 1 ⎞ = 2a cos⎨π ⎢⎜ + ⎟ Z − Δγt ⎥ ⎟ Z − (2γ − Δγ )t ⎥ ⎬ cos π ⎢⎜ − ⎦ ⎦⎭ ⎣⎝ λ λ + Δλ ⎠ ⎩ ⎣⎝ λ λ + Δλ ⎠
⎡ ⎛1 ⎤ 1 ⎞ A = 2a cos ⎢π ⎜ − ⎟ Z − Δγt ⎥ ⎣ ⎝ λ λ + Δλ ⎠ ⎦
14
π z -t）+ ]知： 2 c
y( E ) (B)
E × H = Z
0
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
ω = 2πγ = 2π × 1014
14
z( k )
∴频率：γ=10 （Hz） λ=cT=
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物的位置（以F点为坐标原点） 在x=-∞，2m处，试求照相底片分别在离物镜的像方焦 面多远的地方？
解：根据题意，物镜位于空气中，用牛顿公式可以 分别求得底片离物镜的像方焦面的位置x’
xx' ff '
当 x 时 x 2m 时
x' 0 x' 2.8125mm
例2：离水面1m深处有一条鱼，现用
f’=75mm的照相物镜拍摄该鱼，照相物镜 的物方焦点离水面1m。试求： （1）垂轴放大率 为多少？ （2）照相底片应离照相物镜像方焦点F’多 远？
n' n n'n l' l率半径r=7.8mm的折
射球面，其后是n=4/3的液体。如果看起来瞳孔在角 膜后3.6mm处，且直径为4mm，求瞳孔的实际位置 和直径。