工程光学模拟试题与答案

工程光学模拟试题与答案

一、填空（20分）

1、照明系统与成像系统之间的衔接关系为：

__照明系统的拉赫不变量要大于成像系统的拉赫不变量_、______保证两个系统的光瞳衔接和成像关系__________________________________________

2、转像系统分__棱镜式___________和___透镜式__________两大类，其作用是：_使物镜所成的倒像转变为正像。

3、角放大率、轴向放大率和垂轴放大率三者之间的关系为、拉赫不变J=nuy 、牛顿公式以焦点为坐标原点。

4产生偏振光的方法有反射和折射、二向色性、双折射、散射。

5、麦克斯韦方程组的微分形式为

6．获得相干光的方法有分波前法、分振幅法。

7、水槽中盛水，深20mm，槽底中央置一点光源，水的折射率n=1.33，水面上浮一个既不透光又不反射光的纸片，使人从水面上无论哪个角度都看不到光，纸片面积最小为1634.33mm2。

8、光源的相干长度与相干时间的关系为。

三、名词解释（15分）

1、光的直线传播定律：在各向同性的均匀介质中，光是沿直线传播的。

2、节点：光学系统中放大率为+1的一对共轭点称为节点。

3、空间相干性：

光源的大小与相干空间成反比关系，给定一个光源尺寸，就限制着一个相干空间，这就是空间相干性的问题，即通过光波场横方向上两点的光在空间相遇时能够发生干涉，则称通过空间这两点的光具有空间相干性。

4、费马原理：

光从一点传播到另一点，其间无论经过多少次折射或反射，其光程为极值，即光是沿光程的极值的路径传播的。

5、出瞳：孔径光阑经它前面的透镜或透镜组在光学系统像空间所成的像称为出射光瞳。

四、作图（20分）

1、设输入为右手坐标系，画出经图中棱镜后的输出坐标系（图1）。

2、求AB的像（图2）。

3、判断棱镜的成像方向（图3）。

4、求轴上物点A所成的像（图4）。

图4

五、计算题（45分）

1、用等厚条纹测量玻璃楔板的楔角时，在长达5cm的范围内共有15个亮条纹，玻璃楔板的折射率n=1.52，所用光波波长，求楔角？（10分）

解：……………………………………..………………….5分

e=50mm/15

……………………………5分

2、已知，的双凸透镜，置于空气中。物A位于第一球面前处，

第二面镀反射膜。该物镜所成实像B位于第一球面前，如图所示。若按薄透镜处理，求该透镜的折射率n。（20分）

解：

设：透镜的折射率为n ----5分

物点A经折射成像在A'处，将已知条件代入公式得

---5分

A'经反射后，成像于B'点。故将，代入反射面公式，

得：----5分

B'点再经折射成像在B点。根据光路的可逆性，将B视为物，B'点视为像，有，代入折射公式，得：

----5分

由①②③式解得：

答：透镜的折射率为1.6。

3、一透镜焦距，如在其前边放置一个的开普勒望远镜，求组合后系统的像方基点位置和焦距，并画出光路图。（15分）

解：, 求得：----5分

----5分

答：组合后的焦距是-180mm。

基点位置如图所示。

----5分