应用光学第六章 YYL2011 W 3

d =ω单位：球面度sr

ωidid r dS d sin 2

==一、立体角的意义和应用

1.立体角

?定义—一任意形状的封闭锥

面所包含的空间称为立体角。

?计算

或

λe

微面在垂直与给定方向上的投影面积

物理光学与应用光学习题解第七章

第七章 ●习题 7-1. 有一玻璃球，折射率为3，今有一光线射到球面上，入射角为60°，求反射光线和折射光线的夹角。 7-2. 水槽有水20cm深，槽底有一个点光源，水的折射率为1.33，水面上浮一不透明的纸片，使人从水面上任意角度观察不到光，则这一纸片的最小面积是多少？ 7-3. 空气中的玻璃棒，n’＝1.5163，左端为一半球形，r＝-20mm。轴上有一点光源，L ＝-60mm。求U＝－2°的像点的位置。 7-4. 简化眼把人眼的成像归结为只有一个曲率半径为5.7mm，介质折射率为1.333的单球面折射，求这种简化眼的焦点的位置和光焦度。 7-5. 有一玻璃球，折射率为n＝1.5，半径为R，放在空气中。(1)物在无穷远时，经过球成像在何处？(2) 物在球前2R处时像在何处？像的大小如何？ 7-6. 一个半径为100mm的玻璃球，折射率为1.53。球内有两个气泡，看来一个恰好在球心，另一个在球的表面和球心之间，求两个气泡的实际位置。 7-7. 一个玻璃球直径为60mm，折射率为1.5，一束平行光入射在玻璃球上，其会聚点应该在什么位置？ 7-8. 一球面反射镜，r＝-100mm，求β＝0，－0.1，－1，5，10情况下的物距和像距。 7-9. 一球面镜对其前面200mm处的物体成一缩小一倍的虚像，求该球面镜的曲率半径。 7-10. 垂直下望池塘水底的物时，若其视见深度为1m，求实际水深，已知水的折射率为4/3。 7-11. 有一等边折射率三棱镜，其折射率为1.65，求光线经该棱镜的两个折射面折射后产生最小偏向角时的入射角和最小偏向角。 ●部分习题解答 7-2. 解：水中的光源发出的光波在水——空气界面将发生折射，由于光波从光密介质传播到光疏介质，在界面将发生全反射，这时只有光波在界面的入射角小于水——空气界面的全反射的临界角，光线才有可能进入空气，因此界面的透光区域为一个以光源在界面上的垂 7-2题用图

应用光学总复习与习题解答.

总复习第一章几何光学的基本定律返回内容提要有关光传播路径的定律是本章的主要问题。折射定律(光学不变量)及其矢量形式反射定律(是折射定律当时的特殊情况) 费马原理(极端光程定律)，由费马原理导出折射定律和反射定律(实、虚)物空间、像空间概念完善成像条件(等光程条件)及特例第二章球面与球面系统返回内容提要球面系统仅对细小平面以细光束成完善像基本公式：阿贝不变量放大率及其关系：拉氏不变量反射球面的有关公式由可得。第三章平面与平面系统返回内容提要

平面镜成镜像夹角为α的双平面镜的二次像特征平行平板引起的轴向位移反射棱镜的展开，结构常数，棱镜转像系统折射棱镜的最小偏角，光楔与双光楔关键问题：坐标系判断，奇次反射成像像，偶次反射成一致像，并考虑屋脊的作用。第四章理想光学系统返回内容提要主点、主平面，焦点、焦平面，节点、节平面的概念高斯公式与牛顿公式：当时化为，并有三种放大率，，拉氏不变量，，

厚透镜：看成两光组组合。＋＋组合：间隔小时为正光焦度，增大后可变成望远镜，间隔更大时为负光焦度。－－组合：总是负光焦度＋－组合：可得到长焦距短工作距离、短焦距长工作距离系统，其中负弯月形透镜可在间隔增大时变成望远镜，间隔更大时为正光焦度。第五章光学系统中的光束限制返回内容提要本部分应与典型光学系统部分相结合进行复习。孔阑，入瞳，出瞳；视阑，入窗，出窗；孔径角、视场角及其作用拦光，渐晕，渐晕光阑系统可能存在二个渐晕光阑，一个拦下光线，一个拦上光线对准平面，景像平面，远景平面，近景平面，景深物方（像方）远心光路——物方（像方）主光线平行于光轴第六章光能及其计算返回内容提要本章重点在于光能有关概念、单位和像面照度计算。辐射能通量，光通量，光谱光视效率，发光效率发光强度，光照度，光出射度，光亮度的概念、单位及其关系光束经反射、折射后亮度的变化，经光学系统的光能损失，通过光学系统的光通量，像面照度总之,

浙大应用光学

浙江大学 – 学年_ _季学期《应用光学》课程期末考试试卷开课学院：信息学院，考试形式：闭卷，允许带__计算器、尺入场考试时间：年__ _月__ _日,所需时间：120分钟考生姓名： _____ 学号：专业： ________ 题序一二三四总分得分评卷人一、选择题（每题2分共16分） 1. 当一远视眼通过带分划板的望远镜观察远处物体时，应使 a. 物镜远离分划板 b. 物镜靠近分划板 c. 目镜远离分划板 d. 目镜靠近分划板 2. 负透镜对 a. 实物只能成实像 b. 实物只能成虚像 c. 虚物只能成实像 d. 虚物只能成虚像 3. 像面的光照度正比于 a. 光源亮度、22sin β与U b.光源亮度与U 2sin c. 光源亮度与2β d. 22sin β与U 4. 200度的近视眼，应配戴的眼镜的焦距为 a. 200mm b. 500mm c. -500mm d. –200mm 5. 以下几种初级像差中，当视场很小时就要考虑的是 a. 畸变 b. 彗差 c. 像散 d. 场曲 6. 在以下的哪个平面，轴外物点的像是垂直于子午面的短线？ a. 高斯像面 b. 弧矢像面 c. 子午像面 d. 以上都不是 7. 拍摄人像艺术照，为突出主要人物，应选用 a. 焦距大，F 数与对准距离小 b. 对准距离与F 数大，焦距小 c. 对准距离与焦距大，F 数小 d. 对准距离小、焦距与F 数大 8. 在球差、彗差、像散、像面弯曲、畸变、位置色差、倍率色差中，对轴上点成像产生圆形弥散斑的有 a. 1种 b. 2种 c. 3种 d. 以上都不对答案： 1 2 3 4 5 6 7 8 c b b c b c a b 二、填空题(每空2分，共42分)

应用光学习题

应用光学习题. 第一章 : 几何光学基本原理 ( 理论学时： 4 学时 ) ?讨论题：几何光学和物理光学有什么区别它们研究什么内容 ?思考题：汽车驾驶室两侧和马路转弯处安装的反光镜为什么要做成凸面，而不做成平面 ?一束光由玻璃（ n= ）进入水（ n= ），若以45 ° 角入射，试求折射角。 ?证明光线通过二表面平行的玻璃板时，出射光线与入射光线永远平行。 ?为了从坦克内部观察外界目标，需要在坦克壁上开一个孔。假定坦克壁厚为 200mm ，孔宽为 120mm ，在孔内部安装一块折射率为 n= 的玻璃，厚度与装甲厚度相同，问在允许观察者眼睛左右移动的条件下，能看到外界多大的角度范围 ?一个等边三角棱镜，若入射光线和出射光线对棱镜对称，出射光线对入射光线的偏转角为40 °，求该棱镜材料的折射率。 ?构成透镜的两表面的球心相互重合的透镜称为同心透镜，同心透镜对光束起发散作用还是会聚作用?共轴理想光学系统具有哪些成像性质第二章 : 共轴球面系统的物像关系 ( 理论学时： 10 学时，实验学时： 2 学时 ) ?讨论题：对于一个共轴理想光学系统，如果物平面倾斜于光轴，问其像的几何形状是否与物相似为什么 ?思考题：符合规则有什么用处为什么应用光学要定义符合规则 ?有一放映机，使用一个凹面反光镜进行聚光照明，光源经过反光镜以后成像在投影物平面上。光源高为 10mm ，投影物高为 40mm ，要求光源像高等于物高，反光镜离投影物平面距离为 600mm ，求该反光镜的曲率半径等于多少 ?试用作图法求位于凹的反光镜前的物体所成的像。物体分别位于球心之外，球心和焦点之间，焦点和球面顶点之间三个不同的位置。 ?试用作图法对位于空气中的正透镜（）分别对下列物距：求像平面位置。

应用光学教案第一章

[考试要求] 本章要求考生了解几何光学的基本术语、基本定律、光路计算及完善成像的条件。 [考试内容] 几何光学的基本定律、全反射现象的应用、完善成像的含义及条件、近轴光学系统的光路计算和球面光学成像系统的物像位置关系。［作业］ P13：2、3、4、7、8、9、16、17、18、19、21 第一章几何光学基本定律与成像概念第一节几何光学基本定律一、光波与光线 1、光波性质性质：光是一种电磁波，是横波。可见光波，波长范围 390nm —780nm 光波分为两种： 1)单色光波―指具有单一波长的光波； 2)复色光波―由几种单色光波混合而成。如：太阳光 2、光波的传播速度ν 1)与介质折射率 n 有关； 2)与波长λ有关系。 v = c / n c 为光在真空中的传播速度 c ＝3×10 8 m/s ；n 为介质折射率。例题 1：已知对于某一波长λ而言，其在水中的介质折射率 n ＝4/3，求该波长的光在水中的传播速度。解： v = c / n ＝3×10 8 /4/3＝2.25×10 8 m/s 3、光线：没有直径、没有体积却携有能量并具有方向性的几何线。 4、光束：同一光源发出的光线的集合。会聚光束：所有光线实际交于一点（或其延长线交于一点）图 1-1 会聚光束图 1-2 发散光束

?n sin I m = n ' sin I ' 根据折射定律， ? 发散光束：从实际点发出。（或其延长线通过一点）说明：会聚光束可在屏上接收到亮点，发散光束不可在屏上接收到亮点，但却可为人眼所观察。 5、波面（平面波、球面波、柱面波）平面波：由平行光形成。平面波实际是球面波的特例，是 R ? 时的球面波。球面波：由点光源产生。柱面波：由线光源产生。二、几何光学的基本定律即直线传播定律、独立传播定律、折射定律、反射定律。 1、直线传播定律：在各向同性的均匀介质中，光沿直线传播（光线是直线）。直线传播的例子是非常多的，如：日蚀，月蚀，影子等等。 2、独立传播定律：从不同光源发出的光束，以不同的方向通过空间某点时，彼此互不影响，各光束独立传播。 3、反射定律：反射光线和入射光线在同一平面、且分居法线两侧，入射角和反射大小相等，符号相反。 4、折射定律：入射光线、折射光线、通过投射点的法线三者位于同一平面，且 sin I sin I ' ＝ n ' n 图 3 折反定律 5、全反射： 1）定义：从光密介质射入到光疏介质，并且当入射角大于某值时，在二种介质的分界面上光全部返回到原介质中的现象。刚刚发生全反射的入射角为临界角，用 I m 表示。 ? I ' = 90 ? sin I m = n ? I m = arcsin n ' n 2）全反射发生的条件：

物理光学与应用光学习题解第六章

第六章 ● 习题 6-1. 有一均匀介质，其吸收系数K = 0.32 cm -1，求出射光强为入射光强的0.1、0.2、0.5时的介质厚度。 6-2. 一长为3.50 m 的玻璃管，内盛标准状态下的某种气体。若吸收系数为0.165 m -1，求激光透过此玻璃管后的相对强度。 6-3. 一个?60的棱镜由某种玻璃制成，其色散特性可用科希公式中的常数A = 1.416，B = 1.72×10-10 cm 2表示，棱镜的放置使它对0.6m μ波长的光产生最小偏向角，这个棱镜的角色散率（rad /m μ）为多大？ 6-4. 光学玻璃对水银蓝光0.4358m μ和水银绿光0.5461m μ的折射率分别为n = 1.65250和1.62450。用科希公式计算：（1）此玻璃的A 和B ；（2）它对钠黄光0.5890m μ的折射率；（3）在此黄光处的色散。 6-5. 同时考虑吸收和散射损耗时，透射光强表示式为l h K e I I )(0+-=，若某介质的散射系数等于吸收系数的1 / 2，光通过一定厚度的这种介质，只透过20%的光强。现若不考虑散射，其透过光强可增加多少？ 6-6. 一长为35 cm 的玻璃管，由于管内细微烟粒的散射作用，使透过光强只为入射光强的65%。待烟粒沉淀后，透过光强增为入射光强的88%。试求该管对光的散射系数和吸收系数（假设烟粒对光只有散射而无吸收）。 6-7. 太阳光束由小孔射入暗室，室内的人沿着与光束垂直及成?45的方向观察此光束时，见到由于瑞利散射所形成的光强之比等于多少？ 6-8. 苯（C 6H 6）的喇曼散射中较强的谱线与入射光的波数差为607，992，1178，1568，3047，3062 cm -1。今以氩离子激光m 4880.0μλ=为入射光，计算各斯托克斯及反斯托克斯线的波长。 ● 部分习题解答 6-1. 解：由Kl e I I -=0/，在I / I 0 = 0.1、0.2、0.5时，解得l = 7.20 cm 、5.03 cm 、2.17 cm 。 6-3. 解：科希公式为42λλC B A n ++ =，在考虑波长范围不大时，可以用前两项表示，即2λ B A n +=，由此解得464.11036.01072.1416.11214 =??+=--n 。对公式两端微分可得： 32λ λB d dn -= （1）

应用光学各章知识点归纳

第一章几何光学基本定律与成像概念波面：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，简称波面。光的传播即为光波波阵面的传播，与波面对应的法线束就是光束。波前：某一瞬间波动所到达的位置。光线的四个传播定律： 1）直线传播定律：在各向同性的均匀透明介质中，光沿直线传播，相关自然现象有：日月食，小孔成像等。 2）独立传播定律：从不同的光源发出的互相独立的光线以不同方向相交于空间介质中的某点时彼此不影响，各光线独立传播。 3）反射定律：入射光线、法线和反射光线在同一平面内，入射光线和反射光线在法线的两侧，反射角等于入射角。 4）折射定律：入射光线、法线和折射光线在同一平面内；入射光线和折射光线在法线的两侧，入射角和折射角正弦之比等于折射光线所在的介质与入射光线所在的介质的折射率之比，即 n n I I ' 'sin sin = 光路可逆：光沿着原来的反射（折射）光线的方向射到媒质表面，必定会逆着原来的入射方向反射（折射）出媒质的性质。光程：光在介质中传播的几何路程S 和介质折射率n 的乘积。各向同性介质：光学介质的光学性质不随方向而改变。各向异性介质：单晶体（双折射现象）马吕斯定律：光束在各向同性的均匀介质中传播时，始终保持着与波面的正交性，并且入射波面与出射波面对应点之间的光程均为定值。费马原理：光总是沿光程为极小，极大，或常量的路径传播。全反射临界角：1 2 arcsin n n C = 全反射条件： 1）光线从光密介质向光疏介质入射。 2）入射角大于临界角。共轴光学系统：光学系统中各个光学元件表面曲率中心在一条直线上。物点/像点：物/像光束的交点。实物/实像点：实际光线的汇聚点。虚物/虚像点：由光线延长线构成的成像点。共轭：物经过光学系统后与像的对应关系。（A ，A ’的对称性）完善成像：任何一个物点发出的全部光线，通过光学系统后，仍然聚交于同一点。每一个物点都对应唯一的像点。理想成像条件：物点和像点之间所有光线为等光程。

应用光学-北京理工大学

《应用光学》课程编号：****** 课程名称：应用光学学分：4 学时:64 (其中实验学时：8) 先修课程：大学物理一、目的与任务应用光学是电子科学与技术（光电子方向）、光信息科学与技术和测控技术与仪器等专业的技术基础课。它主要是要让学生学习几何光学、典型光学仪器原理、光度学等的基础理论和方法。本课程的主要任务是学习几何光学的基本理论及其应用，学习近轴光学、光度学、平面镜棱镜系统的理论与计算方法，学习典型光学仪器的基本原理，培养学生设计光电仪器的初步设计能力。二、教学内容及学时分配理论教学部分（56学时）第一章:几何光学基本原理(4学时) 1.光波和光线 2.几何光学基本定律 3.折射率和光速 4.光路可逆和全反射 5.光学系统类别和成像的概念 6.理想像和理想光学系统第二章:共轴球面系统的物像关系(14学时) 1.共轴球面系统中的光路计算公式 2.符号规则 3.球面近轴范围内的成像性质和近轴光路计算公式 4.近轴光学的基本公式和它的实际意义 5.共轴理想光学系统的基点——主平面和焦点 6.单个折射球面的主平面和焦点 7.共轴球面系统主平面和焦点位置的计算 8.用作图法求光学系统的理想像 9.理想光学系统的物像关系式 10.光学系统的放大率

11.物像空间不变式 12.物方焦距和像方焦距的关系 13.节平面和节点 14.无限物体理想像高的计算公式 15.理想光学系统的组合 16.理想光学系统中的光路计算公式 17.单透镜的主面和焦点位置的计算公式第三章:眼睛的目视光学系统(7学时) 1.人眼的光学特性 2.放大镜和显微镜的工作原理 3.望远镜的工作原理 4.眼睛的缺陷和目视光学仪器的视度调节 5.空间深度感觉和双眼立体视觉 6.双眼观察仪器第四章:平面镜棱镜系统(9学时) 1.平面镜棱镜系统在光学仪器中的应用 2.平面镜的成像性质 3.平面镜的旋转及其应用 4.棱镜和棱镜的展开 5.屋脊面和屋脊棱镜 6.平行玻璃板的成像性质和棱镜的外形尺寸计算 7.确定平面镜棱镜系统成像方向的方法 8.共轴球面系统和平面镜棱镜系统的组合第五章:光学系统中成像光束的选择(5学时) 1.光阑及其作用 2.望远系统中成像光束的选择 3.显微镜中的光束限制和远心光路 4.场镜的特性及其应用 5.空间物体成像的清晰深度——景深第六章:辐射度学和光度学基础(10学时) 1.立体角的意义和它在光度学中的应用

眼视光应用光学教学大纲

《眼视光应用光学》教学大纲编写单位：西安医学院医学技术系眼视光医学教研室编写时间：2013年9月15日教务处印制 2013年9月15日

一、课程简介

二、学时分配表（内容为小四号宋体字）三、内容眼视光应用光学是眼视光学专业开设的首门专业课，是一个具有很强的理论基础的学科。内容包括波动光学基础、几何光学成像、光学系统的光束限制、像差和人眼的光学等。本大纲主要供我系眼视光医学专业五年制本科学生使用。实验内容详见实验教学大纲理论教学目标与要求第一章波动光学基础 [教学目标与要求] 掌握： 1. 光的干涉和衍射现象出现明暗条纹的条件； 2. 获得偏振光的几种方法。熟悉： 1. 获得相干光的条件； 2. 光的散射的分类。了解： 1. 傅立叶光学的几个基本概念和其在光学成像中的应用。 [重点] 1. 光的干涉和衍射现象出现明暗条纹的条件；

2. 马吕斯定律和布儒斯特定律。 [难点] 1. 双缝干涉、单缝衍射； 2. 马吕斯定律。 [教学时数] 8学时（课堂讲授6学时，实验2学时） [教学内容] 第一节光源：光的相干性一、光源二、光的单色性重点讲解三、光的相干性四、相干光的获得第二节光的干涉一、波的叠加原理二、光程与光程差三、杨氏双缝实验详细讲解四、劳埃德镜实验五、薄膜干涉第三节光的衍射一、单缝衍射二、圆孔衍射详细讲解三、光学仪器的分辨本领四、光栅衍射第四节光的偏振一、自然光与偏振光二、马吕斯定律详细讲解三、布儒斯特定律四、光的双折射五、二项色性一般讲解六、物质的旋光性第五节光的散射一、瑞利散射定律二、米散射重点讲解三、喇曼散射四、布里渊散射第六节傅里叶光学基础一、概述二、傅里叶光学的几个基本概念自修内容三、傅里叶变换四、傅里叶变换在光学成像中的应用 [教学方法]使用眼视光应用光学CAI课件一、课堂讲授光的干涉、衍射和偏振现象二、举例说明常见的散射现象第二章几何光学成像

北京理工应用光学习题

第一章 : 几何光学基本原理 ( 理论学时： 4 学时 ) ?讨论题：几何光学和物理光学有什么区别？它们研究什么内容？ ?思考题：汽车驾驶室两侧和马路转弯处安装的反光镜为什么要做成凸面，而不做成平面？ ?一束光由玻璃（ n=1.5 ）进入水（ n=1.33 ），若以45 ° 角入射，试求折射角。 ?证明光线通过二表面平行的玻璃板时，出射光线与入射光线永远平行。 ?为了从坦克内部观察外界目标，需要在坦克壁上开一个孔。假定坦克壁厚为 200mm ，孔宽为 120mm ，在孔内部安装一块折射率为 n=1.5163 的玻璃，厚度与装甲厚度相同，问在允许观察者眼睛左右移动的条件下，能看到外界多大的角度范围？ ?一个等边三角棱镜，若入射光线和出射光线对棱镜对称，出射光线对入射光线的偏转角为40 °，求该棱镜材料的折射率。 ?构成透镜的两表面的球心相互重合的透镜称为同心透镜，同心透镜对光束起发散作用还是会聚作用？ ?共轴理想光学系统具有哪些成像性质？第二章 : 共轴球面系统的物像关系 ( 理论学时： 10 学时，实验学时： 2 学时 ) ?讨论题：对于一个共轴理想光学系统，如果物平面倾斜于光轴，问其像的几何形状是否与物相似？为什么？ ?思考题：符合规则有什么用处？为什么应用光学要定义符合规则？ ?有一放映机，使用一个凹面反光镜进行聚光照明，光源经过反光镜以后成像在投影物平面上。光源高为10mm ，投影物高为 40mm ，要求光源像高等于物高，反光镜离投影物平面距离为 600mm ，求该反光镜的曲率半径等于多少？ ?试用作图法求位于凹的反光镜前的物体所成的像。物体分别位于球心之外，球心和焦点之间，焦点和球面顶点之间三个不同的位置。 ?试用作图法对位于空气中的正透镜（）分别对下列物距：求像平面位置。 ?试用作图法对位于空气中的负透镜（）分别对下列物距：求像平面位置。

浙江大学物理光学试题

浙江大学 – 学年学期《应用光学》课程期末考试试卷开课学院：信息学院，考试形式：闭卷，允许带计算器、尺入场考试时间：年______月______日,所需时间：120分钟考生姓名：_______________学号：专业：____________ 题序一二三四总分得分评卷人一、选择题（每题2分共16分） 1. 当一远视眼通过带分划板的望远镜观察远处物体时，应使 a. 物镜远离分划板 b. 物镜靠近分划板 c. 目镜远离分划板 d. 目镜靠近分划板 2. 负透镜对 a. 实物只能成实像 b. 实物只能成虚像 c. 虚物只能成实像 d. 虚物只能成虚像 3. 像面的光照度正比于 a. 光源亮度、22sin β与U b.光源亮度与U 2sin c. 光源亮度与2β d. 22sin β与U 4. 200度的近视眼，应配戴的眼镜的焦距为 a. 200mm b. 500mm c. -500mm d. –200mm 5. 以下几种初级像差中，当视场很小时就要考虑的是 a. 畸变 b. 彗差 c. 像散 d. 场曲 6. 在以下的哪个平面，轴外物点的像是垂直于子午面的短线？ a. 高斯像面 b. 弧矢像面 c. 子午像面 d. 以上都不是 7. 拍摄人像艺术照，为突出主要人物，应选用 a. 焦距大，F 数与对准距离小 b. 对准距离与F 数大，焦距小 c. 对准距离与焦距大，F 数小 d. 对准距离小、焦距与F 数大 8. 在球差、彗差、像散、像面弯曲、畸变、位置色差、倍率色差中，对轴上点成像产生圆形弥散斑的有 a. 1种 b. 2种 c. 3种 d. 以上都不对答案： 1 2 3 4 5 6 7 8 二、填空题(每空2分，共42分)

应用光学复习提纲-超详细复习过程

《应用光学》总复习提纲第一章 ★1、光的反射定律、折射定律 I 1 = R 1 ；n 1 sinI 1 =n 2 sinI 2 2、绝对折射率介质对真空的折射率。通常把空气的绝对折射率取作1，而把介质对空气的折射率作为“绝对折射率”。 ★3、光路可逆定理假定某一条光线，沿着一定的路线，由A传播到B。反过来，如果在B点沿着相反的方向投射一条光线，则此反向光线仍沿原路返回，从B传播到A。 ★4、全反射光线入射到两种介质的分界面时，通常都会发生折射与反射。但在一定条件下，入射到介质上的光会全部反射回原来的介质中，没有折射光产生，这种现象称为光的全反射现象。发生全反射的条件可归结为: （1）光线从光密介质射向光疏介质；（2）入射角大于临界角。 (什么是临界角？) ★5、正、负透镜的形状及其作用正透镜：中心比边缘厚度大，起会聚作用。负透镜：中心比边缘厚度小，起发散作用。 ★7、物、像共轭对于某一光学系统来说，某一位置上的物会在一个相应的位置成一个清晰的像，物与像是一一对应的，这种关系称为物与像的共轭。例1：一束光由玻璃（n=1.5）进入水中(n=l.33)，若以45°角入射，试求折射角。解：n1sinI1=n2sinI2 n1=1.5; n2=l.33; I1=45°代入上式得I2=52.6° 折射角为52.6° 第二章 ★1、符号规则； 2、大L公式和小l公式 ★3、单个折射球面物像位置公式

例：一凹球面反射镜浸没在水中，物在镜前300mm 处，像在镜前90mm 处，求球面反射镜的曲率半径。 n ′l ′－n l =n ′－n r l =-300mm ，l ′=-90mm 求得r=-138.46mm 由公式解：由于凹球镜浸没在水中，因此有n ′=-n=n 水 ★4 例：已知一个光学系统的结构参数：r = 36.48mm ； n=1；n ′=1.5163；l = -240mm ；y=20mm ；可求出：l ′=151.838mm ，求垂轴放大率β与像的大小 y ′。11518380417215163240041722083448nl'..n'l .() y'y ..mm ββ?===-?-=?=-?=-解：解：★=1的一对共轭面即为主平面。其物平★4、像方焦点、像方焦距、物方焦点、物方焦距物点位于无限远时，它的像点位于F ′处，F ′称为“像方焦点”。从像方主点H ’到像方焦点F ’之间的距离称为像方焦距。物方焦点、物方焦距…… 5、单个折射球面的物方焦距公式 6、单个折射球面的像方焦距公式 7、物方焦距和像方焦距的关系 nr f n'n =--n'r f 'n'n =-f 'n f n '=-

几何光学.像差.光学设计浙大出版社第二版_部分习题详解

几何光学.像差.光学设计部分习题详解 1.人眼的角膜可认为是一曲率半径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。 2.在夹锐角的双平面镜系统前，可看见自己的两个像。当增大夹角时，二像互相靠拢。设人站在二平面镜交线前2m处时，正好见到自己脸孔的两个像互相接触，设脸的宽度为156mm，求此时二平面镜的夹角为多少？ 3、夹角为35度的双平面镜系统，当光线以多大的入射角入射于一平面镜时，其反射光线再经另一平面镜反射后，将沿原光路反向射出？ 4、有一双平面镜系统，光线以与其中的一个镜面平行入射，经两次反射后，出射光线与另一镜面平行，问二平面镜的夹角为多少？

5、一平面朝前的平凸透镜对垂直入射的平行光束会聚于透镜后480mm处。如此透镜凸面为镀铝的反射面，则使平行光束会聚于透镜前80mm处。求透镜的折射率和凸面的曲率半径（计算时透镜的厚度忽略不计）。解题关键：反射后还要经过平面折射 6、人眼可简化成一曲率半径为5.6mm的单个折射球面，其像方折射率为4/3，求远处对眼睛张角为1度的物体在视网膜上所成像的大小。 7、一个折反射系统，以任何方向入射并充满透镜的平行光束，经系统后，其出射的光束仍为充满透镜的平行光束，并且当物面与透镜重合时，其像面也与之重合。试问此折反射系统最简单的结构是怎样的。。 8、一块厚度为15mm的平凸透镜放在报纸上，当平面朝上时，报纸上文字的虚像在平面下10mm处。当凸面朝上时，像的放大率为β＝3。求透镜的折射率和凸面的曲率半径。

9、有一望远镜，其物镜由正、负分离的二个薄透镜组成，已知f1’=500mm, f2’=－400mm, d=300mm，求其焦距。若用此望远镜观察前方200m处的物体时，仅用第二个负透镜来调焦以使像仍位于物镜的原始焦平面位置上，问该镜组应向什么方向移动多少距离，此时物镜的焦距为多少？ 10、已知二薄光组组合，f’=1000，总长（第一光组到系统像方焦点的距离）L=700，总焦点位置lF’=400, 求组成该系统的二光组焦距及其间隔。

应用光学第一章习题库

第一章几何光学基本原理一．典型例题例1 . 游泳者在水中向上仰望，能否感觉整个水面都是亮的？解：本题是全反射现象和光路可逆现象的综合运用。水的折射率n 水 =1.33，空气的折射率n 空 =1.当光线由水进入空气，是由高折射率介质进入低折射率介质，可以发生全反射，即由水中发出的光线射到水面上时，如果入射角达到临界角，出射光线将掠过分界面。换一个角度看，和水面趋于平行的光，折射后进入水中一点A,它在水面下的折射角即为临界角0I 。在以水中一点A 为锥顶，半顶角为0I 的圆锥范围内，水面上的光线可以射到A 点，所以游泳者在水中仰望天空，不能感觉整个水面都是明亮的，而只能看到一个明亮的圆，圆当然的大小当然与游泳者所在的水深有关，如图所示。下面求出临界角I0的大小 sinI0 等于n 空与n 水的比值等于0.75设水深为H ，则明亮圆半径R=0tan H I 例1-2：一速光由玻璃（n=1.5)进入水（n=1.33),若以45°角入射，试求折射角。

解：本题直接应用斯涅耳定律即可。 11sin n i =22sin n i 1n = 1.5 , 2n = 1.33 , 1sin 45i = 1.5sin 45°= 1.33sin 2i sin 2i = 0.749 I = 52.6°。折射角为52.6度。二．习题 1-1 有时看到玻璃窗户上映射的太阳特别耀眼，这是否是由于窗玻璃表面发生了全反射？ 1-2 射击水底目标时，是否可以和射击地面目标一样进行瞄准？ 1-4 汽车驾驶室两侧和马路转弯处安装的反光镜为什么要做成凸面，而不做成平面？ 1-5 观察清澈见底的河床底部的卵石，看来约在水下半米深处，问实际河水比半米深还是比半米浅？ 1-6 人眼垂直看水池1米深处的物体，水的折射率为1.33，试问该物体的像到水面的距离是多少？ 1-7平行光速投射到一水槽中，光速的一部分在顶面反射而另一部分在底面反射，如图所示，试证明两束返回到入

(整理)浙大应用光学(完整版)

我们身边有哪些光学仪器与系统？ ?什么是光学？--- 研究有关光的本质及其规律的科学物理光学几何光学生理光学量子光学研究光的波动本质研究光线传输及成像研究人身的光学现象研究光的量子性?应用光学课程包括哪些主要内容？几何光学像差理论典型光学系统光学系统设计 ? 几何光学--- 研究光线经光学系统的传播而成像，主要目的是根据技术条件设计出符合要求的光学系统。?像差理论--- 成像并不理想，产生缺陷有误差( 如哈哈镜) ?典型光学系统---- 最常用的或以往的设计出的光学系统的特点眼睛2) 显微镜3) 望远系统4) 摄影系统5) 放映系统没有万能的光学系统 ?设计光学系统---- 了解技术条件。使设计出的光学系统能满足这些技术条件。如观察范围。画面大小。光线波长。倍数。体积和照明条件。 ?实验很重要哦

光组成像特性光组焦距测量材料参数测量典型光学系统?您想发挥自己的智慧、展示自己的个性与才华吗？请参加光学系统CAD 要编个程序使用国际通用软件要与同学合作看谁干得更好答辩评分习题：一次~ 二次/ 章第一章几何光学的基本定律本章要点： 1. 发光点、波面、光线、光束 2. 光的直线传播定律、光的独立传播定律、反射定律和折射定律及其矢量形式 3. 全反射及临界角 4. 光程与极端光程定律（费马原理） 5. 光轴、顶点、共轴光学系统和非共轴光学系统 6. 实物（像）点、虚物（像）点、实物（像）空间、虚物（像）空间 7. 完善成像条件 §1-1 发光点、波面、光线、光束返回本章要点发光点---- 本身发光或被照明的物点。既无大小又无体积但能辐射能量的几何点。对于光学系统来说，把一个物体看成由许多物点组成，把这些物点都看成几何点( 发光点) 。把不论多大的物体均看作许多几何点组成。研究每一个几何点的成像。进而得到物体的成像规律。

应用光学知识点

第一章几何光学基本定律与成像概念 1、波面：某一时刻其振动位相相同的点所构成的等相位面成为波阵面，简称波面。光的传播即为光波波阵面的传播。 2、光束：与波面对应的所有光线的集合。 3、波面分类： a)平面波：对应相互平行的光线束（平行光束） b)球面波：对应相较于球面波球心的光束（同心光束） c)非球面波 4、全反射发生条件： a)光线从光密介质向光疏介质入射 b)入射角大于临界角 5、光程：光在介质中传播的几何路程l与所在介质的折射率n的乘积s。光程等于同一时间内光在真空中所走的几何路程。 6、费马原理：光从一点传播到另一点，期间无论经过多少次折射和反射，其光程为极值。 7、马吕斯定律：光线束在各向同性的均匀介质中传播时，始终保持着与波面的正交性，并且入射波面与出射波面对应点之间的光程均为定值。 8、完善像： a)一个被照明物体每个物点发出一个球面波，如果该球面波经过光学系统后仍为一球面波，那么对应光束仍为同心光束，则称该同心光束的中心为物点经过光学系统后的完善像点。 b)每个物点的完善像点的集合就是完善像。 c)物体所在空间称为物空间，像所在空间称为像空间。 10、完善成像条件： a)入射波面为球面波时，出射波面也为球面波。 b)或入射光为同心光束时，出射光也为同心光束。 c)或物点A1及其像点之间任意两条光路的光程相等。 11、物像虚实：几个光学系统组合在一起时，前一系统形成的虚像应看成当前系统的实物。 12、子午面：物点和光轴的截面。 13、决定光线位置的两个参量： a)物方截距：曲面顶点到光线与光轴交点A的距离，用L表示。 b)物方孔径角：入射光线与光轴的夹角，用U表示。 14、符号规则 a)沿轴线段：以折射面顶点为原点，由顶点到光线与光轴交点或球心的方向于光线传播方向相同时取证，相反取负 b)垂轴线段：以光轴为基准，在光轴上方为正，下方为负。 c)夹角： i.优先级：光轴》光线》法线。 ii.由优先级高的以锐角方向转向优先级低的。 iii.顺时针为正，逆时针为负。 15、球差：单个折射球面对轴上物点成像是不完善的。球差是固有缺陷。 16、高斯像：轴上物点在近轴区以细光束成像是完善的，这个像称为高斯像。 a)通过高斯像点且垂直于光轴的平面称为高斯像面。 b)这样一对构成物象关系的点称为共轭点。

微型投影仪的原理和设计

目录 1.选题背景：....................................... 错误！未定义书签。 2.方案论证及过程论述 (1) 2.1投影仪的内部结构 (1) 2.1.1投影仪的三大结构 (1) 2.1.2投影仪的各种元件在工作中的作用 (2) 2.1.3投影仪的性能参数 (3) 2.2投影仪的成像原理 (4) 2.2.1 投影仪的三种成像原理 (4) 2.2.2现有三种投影仪成像方式的特征比较比较和选择 (6) 2.3投影仪的微型化进程和注意事项 (6) 2.3.1投影仪微型化的可行性方案 (6) 2.3.2微型投影机注意事项 (7) 2.3.3微型投影机常见问题处理 (8) 3.结果分析 (9) 4.结论 (9) 参考文献........................................... 错误！未定义书签。

1..选题背景：投影仪的定义为：以精确的放大倍率将物体放大投影在投影屏上测定物体形状、尺寸的仪器。在中国投影与一般用于文稿的演示和电影的放映等等。投影仪的出现解决了传统播放器材受物理影响屏幕较小、分辨率不清晰等问题。投影仪已经广泛应用于商务、教学、家庭影音等领域，其投射出的画面可以根据需要调节大小。在显示面积较大的画面时，例如多媒体教学课件，投影仪是唯一经济可行的选择。投影仪不受显示屏幕的制约，因此，可以在追求大屏幕、高质量显示效果的同时，缩小机器体积。小型化、微型化是投影仪未来的发展目标。 2.方案论证及过程论述 2.1投影仪的内部结构 2.1.1投影仪的三大结构：如上图所示为普通投影仪的剖面图，从投影机产品的构成来看，它包括了核心投影成像部件、光学引擎、电气控制和接口三大主要部分。其中的核心投影成

浙大841光学工程基础复试经验

2017年浙江大学光学工程复试经验由于今年考的分数不是很高，所以参加了两次复试（第一次复试被刷，第二次是调剂到专硕的），现在说一下复试的流程，希望对大家有些帮助。今年分三个专业招生，学硕报的人很多，1:1.4进入复试，专硕没招满。我那组是11个人进入复试，录取8个。复试是9点半开始，不过9点钟要到那，老师会说一些注意事项。先是专业课笔试，8选5，大学物理、数学、物理光学、几何光学、光电子、软件基础、电子技术基础和微机原理及应用，其中大学物理和数学是必做的，其他的就是6选3，不过多做也没关系，老师会都改，然后选那几科分数比较高的。大学物理是三个选择题，三个大题。第一个问的是把船上的石头扔到水里，问水面是否上升（考完之后百度了一下说是下降）；第二个问的是分子的热运动速率（不大记得清了）第三个问的是麦克斯韦方程组的界面连续条件（即B、D法向，E、H切向）大题第一个问的是开普勒第三定律里T2/a3等于多少，这个用万有引力定律可以算出；第二个大题是叙述卡诺定律及其物理意义；第三个大题是麦克斯韦方程组的微分形式，及每个式子的含义。数学就比较基础了，有个积分的比较麻烦点，不过最后有一个6分的逻辑题，就像初高中做过的推理题一样（比如谁是第一名）。物理光学就是填空题和计算题。填空题都比较基础，以往的初试试题上都有，不过最后一个填空题问的是空间中干涉条纹的形状是怎样的，这个没答上来。计算题就是给你一个光瞳，透过函数已知，问经过夫琅禾费衍射后频域面的形状，画出来标出刻度。几何光学有判断题、选择题、填空题。判断题有4个，只记得一个通常生物显微镜的焦距是负的，问正不正确。选择题第一个是关于平行平板的，答案应该是可以等效成空气厚度；第二个选择题是选择一个透镜，满足三个要求，1 凸面朝光线那边，2 焦距无限远3 成正像,选项是双凸弯凹之类的。填空题比较简单，第一个问的是共轭的，第二个问的是有关棱镜的结构参数（K、D）。电子技术不是很难，只不过比较费时间，都是大题。第一个是关于共射放大电路的（比较简单，算静态工作点），第二个是好几个门电路，然后问表达式。最后一个问的是稳压那块，没看懂意思，第一问问滤波电容如何选择。光电子就是5个选择题，都不会。微机原理有判断选择和一个大题。题比较多，但分值不高，里面有具体的程序语言，问你输出是什么。大题好像是问如何定时（或如何测时间）。英语听力与六级类似，不过比六级难一点，最后面是写单词或句子。面试先是自我介绍（可以中文），然后读一段英文文献，再翻译。然后老师会问你一些专业问题，在这里，建议大家不要说不会（即使真的不会），猜也要猜个答案，老师之后也会给你各种提示，旁敲侧击的把答案说出来，我当时就是吃了这个亏，很老实地说自己不会，结果给老师的印象就不大好了，问题有PCB板可以最多制多少层？按照质能方程，那么说明光子是有质量的，对不对。如何测一个光波的波长；太空中空间通讯用什么光（一个星球

应用光学试题(第一章)

说明希望各位老师均按所要求的格式、字体、颜色进行文档设立。一、任务安排刘冬梅1－2章苗华3－4章陈宇5－6章刘智影7、9章二、时间安排最迟十一前交电子文档。三、注意事项请各位老师无论如何要自己出题，切不可让学生代劳，否则就是给我们自己找麻烦。出题量自己掌握，原则上每章各类题不小于200道，第七章要多些，第九章可少些。各老师自行把握，否则太少无法称为题库。题越多越好。四、要求为了将来便于建数据库，我以第一章为例做了个样板，各位看看还有什么不妥之处可直接与我联系。初步想法如下：（一）颜色（必须标清） 1、红色标明级别； 2、兰色表示答案； 3、绿色表示需要注意之处； 4、酱色表示分点；

5、浅绿表示一些说明（二）难易级别 I级表示简单 II级表示中等 III级表示有难度。（三）多选题没有分级别，全部按III级处理。（四）计算题中一个简单公式就可求出的定为I级（每题5分），课后原题均为II级（每题8分），课外题（除非很简单的）均按III级标定（每题10分）。建议大家计算题用填空的形式出，用选择也可（这是我反复试验的结果，觉得还是填空题好一些）。但是出题时要细化一些问题。若以填空的形式出，最好题中确定好结果数值的单位，如 r毫米。计算结果请按小数结果给出（别写成分数形式）。若答案仍很难确定（由于存在精度问题），可给出一个具体答案后再补充一个答案范围，甚至标明有效数字，可参看我编的第一章内容。（五）填空题除难易级别外，又按需要填的空的个数分为一空题、二空题、三空题。二空及三空题可能存在次序问题，这都可在题后注明。（六）判断题建议将正确的题与错误的题分开写。总之一句话，好好参看我写的样板，尤其是有颜色标注的地方可能对你有帮助。依葫芦画瓢吧！大家受累了！谢谢！

国科大应用光学作业答案_1-7_

1、根据费马原理证明反射定律。答案：略 2、某国产玻璃的n C=1.51389, n d=1.5163, n F=1.52195，计算其阿贝数，并查出该玻璃的牌号。答案：V=64.06、K9 3、求图1-5的入射角i1。答案：25.81? 4、已知入射光线A的三个方向余弦为cosα、cosβ、cosγ，反射光线A'的三个方向余弦为cosα'、cosβ'、cosγ'，求法线方向。答案：cosα'-cosα、cosβ'-cosβ、cosγ'-cosγ 5、有一光线o o =+ A i j入射于n=1和n'=1.5的平面分界面上，平面 cos60cos30 的法线为o o N i j，求反射光线A'和折射光线A''。 cos30cos60 =+ 答案：略 6、有一光线以60?的入射角入射于n= 点反射和折射的光线间的夹角。答案：90? 7、在水中深度为y处有一发光点Q，作QO面垂直于水面，求射出水面折射线的延长线与QO交点Q '的深度y'与入射角i的关系。答案：'y=

1、一个玻璃球直径为400mm，玻璃折射率为1.5。球中有两个小气泡，一个在球心，一个在1/2半径处。沿两气泡连线方向，在球的两侧观察这两个气泡，它们应在什么位置？如在水中观察(水的折射率为1.33)时，它们又应在什么位置？答案：空气中：80mm、200mm；400mm、200mm 水中：93.99mm、200mm；320.48mm、200mm 2、一个折射面r=150mm, n=1, n'=1.5，当物距l=∞, -1000mm, -100mm, 0, 100mm, 150mm, 1000mm时，横向放大率各为多少？答案：0、-3/7、3/2、1、3/4、2/3、3/13 3、一个玻璃球直径为60mm，玻璃折射率为1.5，一束平行光射到玻璃球上，其汇聚点在何处？答案：l'=15mm 4、一玻璃棒(n=1.5)，长500mm，两端面为凸的半球面，半径分别为r1=50mm, r2= -100mm，两球心位于玻璃棒的中心轴线上。一箭头高y=1mm，垂直位于左端球