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应用光学答案.doc

发布时间：2022-06-13 发布人：admin 分类：说明书 资料大小：1.10M 资料格式：doc 举报 版权申诉
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    几何光学.像差.光学设计部分习题详解
    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。
    11、已知二薄光组组合，d=50，β=-5，共轭距 L=150，l1=-35， 求二光组焦距。 12、有一焦距 140mm 的薄透镜组，通光直径为 40mm，在镜组前 50mm 处有一直径 为 30mm 的 圆形光孔，问实物处于什么范围时，光孔为入瞳？处于什么范围时， 镜组本身为入瞳？ 对于无穷远物体，镜组无渐晕成像的视场角为多少？渐晕一 半时的视场角又为多少？
    13、有一焦距为 50mm 的放大镜，直径 D＝40mm，人眼瞳孔离放大镜 20mm 来观看 位于物方 焦平面上的物体。瞳孔直径为 4mm。问此系统中，何者为孔阑、何者 为渐晕光阑，并 求入瞳、出瞳和渐晕光阑的像的位置和大小；并求能看到半渐 晕时的视场范围。 14、一个 20 倍的望远镜，视场角 2W＝3.2 度，物镜的焦距 500mm，直径 62.5mm， 为系统的 入瞳；在物镜与目镜的公共焦面上设有视场光阑，目镜为单个正薄透 镜组，求(1)整个 系统的出瞳位置和大小；(2)视阑的直径；(3)望远镜的像方视 场角 2W’。
    15。有一 4 倍的伽利略望远镜(目镜为负)，物镜焦距 160mm，直径 40mm，眼瞳在 目镜后 10mm，直径 5mm，为出瞳。目镜直径 10mm。(1)何为渐晕光阑？其在 物 空间和像空间的像位置和大小？(2)无渐晕时视场角？(3)半渐晕时视场角？ 答： 16、与一平面镜相距 2.5m 处有一与之平行的屏幕，其间距平面镜 0.5m 处有一发光强度为 20cd 的均匀发 光点光源，设平面镜的反射率为 0.9，求屏幕上与法线交点处的照度。 17、拍照时，为获得底片的适度曝光，根据电子测光系统指示，在取曝光时间为 1/255s 时，光圈数应为 8。 现在为拍摄快速运动目标，需将曝光时间缩短为 1/500s，问光圈 数应改为多少？反之，希望拍照时有较大 的景深，需将光圈数改为 11，问曝光时间 应为多少？
    18、一个光学系统，对 100 倍焦距处的物面成一缩小到 1/50 的像，物方孔径角为 sinU≈u=0.005， 物面的 照度为 1000lx，反射率为ρ=0.75，系统的透过率为 K=0.8，求像面的照度。 19、对远物摄影时，要求曝光量 Q＝Et＝0.4lx.s，被摄物体的表面亮度为 0.36cd/cm2，物镜 的透过率 K=0.9， 如取曝光时间为 1/100s，问应选用多大的光圈数，设物镜为对称型系 统，βp=1 20、如图 14-76 所示的放映系统，聚光镜 L1 紧靠物面，放映物镜 L2 把幻灯片成一 50 倍的像于 银幕上。 光源为 200W 的放映灯泡，发光效率为 15lm/W，灯丝面积为 1.2×1.2cm2，可 看成是二面发光的余弦辐射 体，它被聚光镜成像于放映物镜的入瞳上，并正好充满入 瞳。物镜的物方孔径角 u=0.25，整个系统的透过 率为 0.6，求像面照度。
    21、阳光直射时，地面的照度约为 105lx。现经一无像差的薄透镜组(f’=100mm,D/f’=1/5)来 聚焦时，所得 照度为多少？已知太阳对地面的张角为 32 分，光组的透过率为 1。 22、一双 200 度的近视眼，其远点在什么位置？矫正时应戴何种眼镜？焦距多大？若镜片 的折射率为 1.5， 第一面的半径是第二面半径的 4 倍，求眼镜片两个表面的半径。 23、有一 16D 的放大镜，人眼在其后 50mm 处观察，像位于眼前 400mm 处，问物 面应在什么位置？若放 大镜的直径为 15mm，通过它能看到物面上多大的 范围？
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