學(xué)習(xí)資料收集于網(wǎng)絡(luò)，僅供參考第一章3、一物體經(jīng)針孔相機(jī)在 屏上成一 60mm大小的像，若將屏拉遠(yuǎn) 50mm，則像的大小變?yōu)?0mm,求屏到針孔的初始距離。解：在同種均勻介質(zhì)空間中光線直線傳播，如果選定經(jīng)過(guò)節(jié)點(diǎn)的光線則方向不變，令屏到針孔的初始距離為 x，則可以根據(jù)三角形相似得出：所以x=300mm即屏到針孔的初始距離為 300mm。4、一厚度為 200mm的平行平板玻璃（設(shè) n=1.5），下面放一直徑為 1mm的金屬片。若在玻璃板上蓋一圓形的紙片， 要求在玻璃板上方任何方向上都看不到該金屬片， 問(wèn)紙片的最小直徑應(yīng)為多少？n1I1L=90xn2I2200mm1mmn1sinI1 n2sinI2sinI210.66666n2cosI210.6666620.745356x200*tgI2200*0.66666178.880.745356L2x1358.77mm8、.光纖芯的折射率為 n1，包層的折射率為 n2，光纖所在介質(zhì)的折射率為 n0，求光纖的數(shù)值孔徑（即n0sinI1，其中I1為光在光纖內(nèi)能以全反射方式傳播時(shí)在入射端面的最大入射角）。解：位于光纖入射端面，滿足由空氣入射到光纖芯中，應(yīng)用折射定律則有：學(xué)習(xí)資料學(xué)習(xí)資料收集于網(wǎng)絡(luò)，僅供參考n0sinI1=n2sinI 2(1)而當(dāng)光束由光纖芯入射到包層的時(shí)候滿足全反射， 使得光束可以在光纖內(nèi)傳播，則有：(2)由（1）式和（2）式聯(lián)立得到 n0 .16、一束平行細(xì)光束入射到一半徑 r=30mm、折射率n=1.5的玻璃球上，求其會(huì)聚點(diǎn)的位置。如果在凸面鍍反射膜，其會(huì)聚點(diǎn)應(yīng)在何處？如果在凹面鍍反射膜，則反射光束在玻璃中的會(huì)聚點(diǎn)又在何處？反射光束經(jīng)前表面折射后，會(huì)聚點(diǎn)又在何處？說(shuō)明各會(huì)聚點(diǎn)的虛實(shí)。解：該題可以應(yīng)用單個(gè)折射面的高斯公式來(lái)解決，設(shè)凸面為第一面，凹面為第二面。（1）首先考慮光束射入玻璃球第一面時(shí)的狀態(tài)，使用高斯公式：會(huì)聚點(diǎn)位于第二面后 15mm處。學(xué)習(xí)資料學(xué)習(xí)資料收集于網(wǎng)絡(luò)，僅供參考（2）將第一面鍍膜，就相當(dāng)于凸面鏡像位于第一面的右側(cè)，只是延長(zhǎng)線的交點(diǎn)，因此是虛像。還可以用β正負(fù)判斷：（3）光線經(jīng)過(guò)第一面折射： , 虛像第二面鍍膜，則：得到：（4）在經(jīng)過(guò)第一面折射學(xué)習(xí)資料學(xué)習(xí)資料收集于網(wǎng)絡(luò)，僅供參考物像相反為虛像。18、一直徑為400mm，折射率為 1.5的玻璃球中有兩個(gè)小氣泡，一個(gè)位于球心，另一個(gè)位于1／2半徑處。沿兩氣泡連線方向在球兩邊觀察，問(wèn)看到的氣泡在何處？如果在水中觀察，看到的氣泡又在何處？解：設(shè)一個(gè)氣泡在中心處，另一個(gè)在第二面和中心之間。（1）從第一面向第二面看（2）從第二面向第一面看（3）在水中19、.有一平凸透鏡r1=100mm,r2,d=300mm,n=1.5,當(dāng)物體在時(shí)，求高斯像的位置l'。在第二面上刻一十字絲，問(wèn)其通過(guò)球面的共軛像在何處？當(dāng)入射高度h=10mm，實(shí)際光線的像方截距為多少？與高斯像面的距離為多少？學(xué)習(xí)資料學(xué)習(xí)資料收集于網(wǎng)絡(luò)，僅供參考解：20、一球面鏡半徑 r=-100mm,求＝0， 0.1 ， 0.2 ，-1 ，1 ，5，10，∝時(shí)的物距和象距。解：（1）學(xué)習(xí)資料學(xué)習(xí)資料收集于網(wǎng)絡(luò)，僅供參考（2）同理，（3）同理， （4）同理，（5）同理， （6）同理，（7）同理， （8）同理，21、一物體位于半徑為 r的凹面鏡前什么位置時(shí)，可分別得到：放大 4倍的實(shí)像，當(dāng)大 4倍的虛像、縮小 4倍的實(shí)像和縮小 4倍的虛像？解：（1）放大4倍的實(shí)像（2）放大四倍虛像學(xué)習(xí)資料學(xué)習(xí)資料收集于網(wǎng)絡(luò)，僅供參考（3）縮小四倍實(shí) 像（4）縮小 四倍虛像第二章1、針對(duì)位于空氣中的正透鏡組f'0及負(fù)透鏡組f'0，試用作圖法分別對(duì)以下物距,2f,f,f/2,0,f/2,f,,求像平面的位置。解：1.f'0al'F FH H'bl 2f 2f'AA'B'BFF'cl f f'A

'

AF B'

B學(xué)習(xí)資料學(xué)習(xí)資料收集于網(wǎng)絡(luò)，僅供參考dl f/2 f'/2A'AFB'BF'el 0

A A'F B B' F'fl f/2 f'/2'AA'FB'BF(g)l f f'AF'B(h)l 2f 2f'ABF'B'FA'(i)l學(xué)習(xí)資料學(xué)習(xí)資料收集于網(wǎng)絡(luò)，僅供參考'F Ff'0(a)lF'F(b)l2fAA'''BFBF(c)l fA'AFB B'(d)l f/2AA''BB'FF學(xué)習(xí)資料學(xué)習(xí)資料收集于網(wǎng)絡(luò)，僅供參考(e)l 0A'AF'BB'F(f)l f/2AA

'F' B B'F(g)l fF'F(h)l 2fA'F'FB'A(i)l學(xué)習(xí)資料學(xué)習(xí)資料收集于網(wǎng)絡(luò)，僅供參考2、已知照相物鏡的焦距 f’＝75mm,被攝景物位于（以 F點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)）,10m,8m,6m,4m,2m,處，試求照相底片應(yīng)分別放在離物鏡的像方焦面多遠(yuǎn)的地方。解： （1）x=-∝，xx′=ff′得到：x′=02）x′=0.56253）x′=0.7034）x′=0.9375）x′=1.46）x′=2.813、.設(shè)一系統(tǒng)位于空氣中，垂軸放大率 10 ，由物面到像面的距離（共軛距離）為7200mm，物鏡兩焦點(diǎn)間距離為 1140mm。求該物鏡焦距，并繪出基點(diǎn)位置圖。解:FHH''F-f'f-lxl'∵系統(tǒng)位于空氣中，f'fy'l'10yl由已知條件：f'(f)x1140l'(l)x7200解得：f' 600mm x 60mm4、已知一個(gè)透鏡把物體放大 3 投影到屏幕上，當(dāng)透鏡向物體移近 18mm時(shí)，物體將被放大4，試求透鏡的焦距，并用圖解法校核之。學(xué)習(xí)資料學(xué)習(xí)資料收集于網(wǎng)絡(luò)，僅供參考解：方法一：l1'3'3l13l218①1l1l12l2'4l2'4l2②l2l1l218l1l218③1/l1'1/l11/f'1/l1'1/l11/l2'1/l2④1/l2'1/l21/f'將①②③代入④中得l2270mml2'1080mm∴f'216mm方法二：1f3x12f4f216mmx2x2x118方法三：x'n'12(3)(4)12xnx'1218216x'f'x'x'x'121'2f'341ff'x'216mm5、一個(gè)薄透鏡對(duì)某一物體成實(shí)像，放大率為-1x,今以另一個(gè)薄透鏡緊貼在第一個(gè)透鏡上，則見(jiàn)像向透鏡方向移動(dòng)20mm，放大率為原先的3/4倍，求兩塊透鏡的焦距為多少？解：學(xué)習(xí)資料學(xué)習(xí)資料收集于網(wǎng)絡(luò)，僅供參考6、有一正薄透鏡對(duì)某一物成倒立的實(shí)像， 像高為物高的一半， 今將物面向物體移近 100mm，則所得像與物同大小，求該正透鏡組的焦距。解：由已知得：l1'112l12l2'1l2-l1l1'l1l2100由高斯公式：1111l'l1l'l2100mm-l2l'122解得：f'l2100mm27、希望得到一個(gè)對(duì)無(wú)限遠(yuǎn)成像的長(zhǎng)焦距物鏡， 焦距=1200mm，由物鏡頂點(diǎn)到像面的距離 L=700mm，由系統(tǒng)最后一面到像平面的距離（工作距）為 ，按最簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)的薄透鏡系統(tǒng)考慮，求系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，并畫(huà)出光路圖。解：學(xué)習(xí)資料學(xué)習(xí)資料收集于網(wǎng)絡(luò)，僅供參考9、已知一透鏡r1200,300,50,1.5，求其焦距,光焦度，基點(diǎn)位置。mmr2mmdmmn解：已知r1200,300,50,1.5mmr2mmdmmn求：f',,基點(diǎn)位置。1/f'(n1)(12)(n1)2d120.69m1nf'1440mmlF'f'(1n1d1)1560mmnlFf'(1n1d2)1360mmnlH'f'(n1120mm)d1nlHn1d2mmf'()80n10、一薄透鏡組焦距為 100mm，和另一焦距為 50mm的薄透鏡組合，其組合焦距仍為 100mm，問(wèn)兩薄透鏡的相對(duì)位置。解：第三章1．人照鏡子時(shí)，要想看到自己的全身，問(wèn)鏡子要多長(zhǎng)？人離鏡子的距離有沒(méi)有關(guān)系？學(xué)習(xí)資料學(xué)習(xí)資料收集于網(wǎng)絡(luò)，僅供參考解：鏡子的高度為 1/2人身高，和前后距離無(wú)關(guān)。2、有一雙面鏡系統(tǒng)，光線平行于其中一個(gè)平面鏡入射，經(jīng)兩次反射后，出射光線與另一平面鏡平行，問(wèn)兩平面鏡的夾角為多少？解：BM2M3N1α''αI2-I2I''N21-I1ααAOM1M2M3//OAM1N1M2M3又I1''I1I2''I2同理：I1''I1M1M2M3中(I2''I2)(I1''I1)18060答：α角等于60。3、如圖3-4所示，設(shè)平行光管物鏡 L的焦距f'=1000mm，頂桿離光軸的距離 a=10mm。如學(xué)習(xí)資料學(xué)習(xí)資料收集于網(wǎng)絡(luò)，僅供參考果推動(dòng)頂桿使平面鏡傾斜，物鏡焦點(diǎn) F的自準(zhǔn)直象相對(duì)于 F產(chǎn)生了y=2mm的位移，問(wèn)平面鏡的傾角為多少？頂桿的移動(dòng)量為多少？解：y 2f' 2 0.001rad x1000a100.0010.01mmYFa'f

2θx θ圖3-44、一光學(xué)系統(tǒng)由一透鏡和平面鏡組成，如圖3-29所示。平面鏡與透鏡光軸垂直交于D點(diǎn)，MM透鏡前方離平面鏡 600mm有一物體 AB，經(jīng)透鏡和平面鏡后，所成虛像 A'' B''至平面鏡的距離為 150mm,且像高為物高的一半，試分析透鏡焦距的正負(fù)，確定透鏡的位置和焦距，并畫(huà)出光路圖。學(xué)習(xí)資料學(xué)習(xí)資料收集于網(wǎng)絡(luò)，僅供參考MB'''DAAA'B'B''-LML600 150圖3-29 習(xí)題4圖解：由于平面鏡性質(zhì)可得 A'B'及其位置在平面鏡前 150mm處A''B''為虛像,A'B'為實(shí)像則111L'1L'L6001504502L2解得L300L'150又1-1=1f'150mmL'Lf'答：透鏡焦距為100。mm5、如圖3-30所示，焦距為f'=120的透鏡后有一厚度為d=60的平行平板，其折射mmmm率n=1.5。當(dāng)平行平板繞O點(diǎn)旋轉(zhuǎn)時(shí)，像點(diǎn)在像平面內(nèi)上下移動(dòng)，試求移動(dòng)量△y'與旋轉(zhuǎn)角φ的關(guān)系，并畫(huà)出關(guān)系曲線。如果像點(diǎn)移動(dòng)允許有0.02mm的非線形度，試求φ允許的最大值。學(xué)習(xí)資料學(xué)習(xí)資料收集于網(wǎng)絡(luò)，僅供參考O3060習(xí)題5圖圖3-30120解：1）I1D'I2I1EI'2d d2 2

Al''學(xué)習(xí)資料學(xué)習(xí)資料收集于網(wǎng)絡(luò)，僅供參考DEd'd'DEsin(I1I1')d'sin(I1I1')cosI1cosI1由圖可知I1sinI1'sinI1sinnncosI1'=1sin2=1n2sin2n2nd'd(sinI1cosI1'cosI1sinI1')cosI1'=dcosI1sinI1'dsinI1cosI1'=dsinI1(1cosI1')ncosI1=dsin(1cos)n2sin2(2)考慮斜平行光入射情況不發(fā)生旋轉(zhuǎn)時(shí)dD3D2B2φ

D1ωB1φOφAOB1dd1'OB1sin(I1')dcosI1'cosI1'sinnsinI1'd1'dsin(1cosn2sin2

sin( I1'))學(xué)習(xí)資料學(xué)習(xí)資料收集于網(wǎng)絡(luò)，僅供參考當(dāng)平行板轉(zhuǎn)過(guò)φ角時(shí)OD1ddsin(90I1')cosI1'd2'D1D2OD1sin(I1I1')I1sinI1nsinI1'sinI1'1sin()ncosI1'1sin2()=1n2sin2()n2nd2'dsin(I1sinI1')cosI1'=d(sinI1cosI1'cosI1sinI1')cosI1'=dsinI1(1cosI1')dsin()(1n2cos())ncosI1sin2()dd1'd2'd[sin()cos()sin())sinsincosn2sin2(n2sin213、.如圖3-33所示，光線以45角入射到平面鏡上反射后通過(guò)折射率 n=1.5163,頂角為 4的光楔。若使入射光線與最后的出射光線成 90，試確定平面鏡所應(yīng)轉(zhuǎn)動(dòng)的方向和角度值。學(xué)習(xí)資料學(xué)習(xí)資料收集于網(wǎng)絡(luò)，僅供參考圖3-33 習(xí)題13圖θ1αNO2αδ解：(n1)4(1.51631)0.036rad=2.06180在O1NO2中O1NO2180176nsinO1O2NsinO1O2Narcsinsin42.6367871.5163NO1O2 1.3632sin nsin1.36322.0671.03362答：平面鏡順時(shí)針旋轉(zhuǎn) 1.0336 即可使入射光線與出射光線成 90。第四章1、設(shè)照相物鏡的焦距等于75mm，底片尺寸為5555，求該照相物鏡的最大視場(chǎng)角等于多少？解：學(xué)習(xí)資料學(xué)習(xí)資料收集于網(wǎng)絡(luò)，僅供參考-ωf'第六章7、，采用冕牌玻璃K9（，．設(shè)計(jì)一雙膠合消色差望遠(yuǎn)物鏡，）和火石玻璃F2（，），若正透鏡半徑，求：正負(fù)透鏡的焦距及三個(gè)球面的曲率半徑。解：學(xué)習(xí)資料學(xué)習(xí)資料收集于網(wǎng)絡(luò)，僅供參考第七章1、．一個(gè)人近視程度是 2D（屈光度），調(diào)節(jié)范圍是8D，求：1）遠(yuǎn)點(diǎn)距離；2）其近點(diǎn)距離；3）配戴100度近視鏡，求該鏡的焦距；4）戴上該近視鏡后，求看清的遠(yuǎn)點(diǎn)距離；5）戴上該近視鏡后，求看清的近點(diǎn)距離。解：①R1(1/m)2lr∴l(xiāng)r0.5m②ARPA8DR2D∴PRA2810Dlp11mP100.1③D1∴f1mf④RRD1DlR1m⑤ARPA8DR1DPRA9DlP10.11m92、一放大鏡焦距 ，通光孔徑 ，眼睛距放大鏡為 50mm，像距離眼睛在明視距離250mm，漸暈系數(shù)K=50%，試求：（1）視覺(jué)放大率；（2）線視場(chǎng)；（3）物體的位置。解：學(xué)習(xí)資料學(xué)習(xí)資料收集于網(wǎng)絡(luò)，僅供參考2、一放大鏡焦距 f 25mm，通光孔徑 D 18mm，眼睛距放大鏡為 50mm，像距離眼睛在明視距離250mm，漸暈系數(shù)為k50%，試求（1）視覺(jué)放大率；（2）線視場(chǎng)；（3）物體的位置。eyel PD已知：放大鏡f25mmD放18mmP50mmPl250mmK50%求：①Γ②2y③l解： ① 1

P Df學(xué)習(xí)資料學(xué)習(xí)資料收集于網(wǎng)絡(luò)，僅供參考250P250501f251f2510 1 2 9②由K50%可得：tgD放180.182P2*50tg∴tg0.180.02tg9y∴yDtg250*0.025mmtgD∴2y 10mm方法二：tg0.18y250*tg45mml200mmfe250mml22.2mml2009Xyl22.2y2y10mm③DPllPD50250200mm111111llf200l25l22.22mm5、有一生物顯微鏡，物鏡數(shù)值孔徑 NA=0.5，物體大小 2y=0.4mm，照明燈絲面積，燈絲到物面的距離 100mm，采用臨界照明，求聚光鏡焦距和通光孔徑。解：學(xué)習(xí)資料學(xué)習(xí)資料收集于網(wǎng)絡(luò)，僅供參考視場(chǎng)光闌決定了物面大小，而物面又決定了照明 的大小7、一開(kāi)普勒望遠(yuǎn)鏡,五經(jīng)焦距f0200mm,目鏡的焦距為fe25mm,物方視場(chǎng)角28,漸暈系數(shù)K50%,為了使目鏡通光孔徑D23.7mm,在物鏡后焦平面上放一場(chǎng)鏡,試:求場(chǎng)鏡焦距;若該場(chǎng)鏡是平面在前的平凸薄透鏡,折射率n1.5,求其球面的曲率半徑。①hZl*tg(11)孔闌物fo*tg4200*tg413.98mm場(chǎng)鏡目llfe●F1(F2)hZ目lZ0.5*Dl164.1mmhZuu學(xué)習(xí)資料f0 fel l學(xué)習(xí)資料收集于網(wǎng)絡(luò)，僅供參考111llf111f場(chǎng)164.1200∴f場(chǎng) 9.14mm② 1 2r1 12

10.01190.1400.011nnnnl90.14ll其中l(wèi)rn1.5n1代入求得：11.511.590.14rr45mm第九章2、在玻璃中傳播的一個(gè)線偏振光可以表示Ey0,Ez0,Ex102cos1015(zt)，0.65c試求（1）光的頻率和波長(zhǎng)；（2）玻璃的折射率。解：（1）EAcos[2(zt)]102cos[1015(zt)]c0.65c∴21015v51014Hzn2/k2/0.65c3.9107mcc3108（2）n3.9107141.54vn5108、電矢量方向與入射面成 45度角的一束線偏振光入射到兩介質(zhì)的界面上，兩介質(zhì)的折射率分別為n1 1,n2 1.5，問(wèn)：入射角 1 50度時(shí)，反射光電矢量的方位角（與入射面所成的角）？若 1 60度，反射光的方位角又為多少？解：學(xué)習(xí)資料學(xué)習(xí)資料收集于網(wǎng)絡(luò)，僅供參考（）150，由折射定律1n1sin1)30.712sin(n2sin(12)tg(rs2)0.335,rpsin(1tg(入射光AsApA

1 2) 0.0571 2)由反射系數(shù)有As'rsAs0.335As0.335A,Ap'rpAp0.057A合振幅與入射面的夾角tgAs'80.33Ap'(2)同理rs0.421,rp0.042arctg(As')84.3Ap'11、一個(gè)光學(xué)系統(tǒng)由兩片分離透鏡組成，兩透鏡的折射率分別為 1.5和1.7，求此系統(tǒng)的反射光能損失。如透鏡表面鍍上曾透膜，使表面反射比降為 0.01，問(wèn)此系統(tǒng)的光能損失又為多少？設(shè)光束以接近正入射通過(guò)各反射面。解此系統(tǒng)有4個(gè)反射面，設(shè)光束正入射條件下，各面反射率為R1n1-121.5-1)20.04=()(n1+11.5+1n-11-1R2(2)2(1.5)20.04n2+11+11.5R3 R4 0.067光能損失為（初始為I 0）1R11R21R31R40.802，損失20%若反射比降為0.01，則'10.0140.96,損失4%13、45度，問(wèn)線偏振光線偏振光在玻璃-空氣界面上發(fā)生全反射，線偏振光的方位角以多大角度入射才能使反射光的s波和p波的相位差等于45度，設(shè)玻璃折射率n1.5。解：學(xué)習(xí)資料學(xué)習(xí)資料收集于網(wǎng)絡(luò)，僅供參考全反射時(shí)，S波與P波相位差為 ，且tgcos1sin21n2sin221tg2cos21(sin21n2)2sin411tg2sin411n2sin21n202將n1,45代入有sin210.6483或0.58421.553.63或49.85，而Carcsin1141.811.5上述答案均可第十章2、1mm,觀察屏離小孔的距離為50cm,當(dāng)用一片折射率為在楊氏實(shí)驗(yàn)中，兩小孔距離為1.58的透明薄片貼住其中一個(gè)小孔時(shí)（見(jiàn)圖11-17），發(fā)現(xiàn)屏上的條紋系統(tǒng)移動(dòng)了0.5場(chǎng)面，試決定試件厚度。Ph R1S1 xR2P0S2 D圖11-47習(xí)題2圖解：設(shè)厚度為h，則前后光程差為n1hn1hxdD0.51021030.58h0.5h 1.72 102mm7、在等傾干涉實(shí)驗(yàn)中，若照明光波的波長(zhǎng)600nm，平板的厚度h2mm，折射率n1.5，其下表面涂上某種高折射率介質(zhì)（n1.5），問(wèn)（1）在反射光方向觀學(xué)習(xí)資料學(xué)習(xí)資料收集于網(wǎng)絡(luò)，僅供參考察到的圓條紋中心是暗還是亮？（2）由中心向外計(jì)算，第10個(gè)亮紋的半徑是多少？（觀察望遠(yuǎn)鏡物鏡的焦距為20cm）（3）第10個(gè)亮環(huán)處的條紋間距是多少？解：（1） n0 n nH，∴光在兩板反射時(shí)均產(chǎn)生半波損失，對(duì)應(yīng)的光程差為2nh 21.5 0.002 0.006m∴中心條紋的干涉級(jí)數(shù)為m06106104600為整數(shù)，所以中心為一亮紋（2）由中心向外，第 N個(gè)亮紋的角半徑為 N

nNh101.5600nm100.067rad2mm半徑為r10 f 10 0.067 200mm 13.4mm（3）第十個(gè)亮紋處的條紋角間距為10n3.358103rad210h∴間距為r10f100.67mm9、在等傾干涉實(shí)驗(yàn)中，若平板的厚度和折射率分別是h=3mm和n=1.5,望遠(yuǎn)鏡的視場(chǎng)角為60，光的波長(zhǎng)450nm,問(wèn)通過(guò)望遠(yuǎn)鏡能夠看到幾個(gè)亮紋？解：設(shè)有N個(gè)亮紋，中心級(jí)次2nh221.53103241m021021q2最大角半徑nN110.0524h2N 12.68∴可看到 12條亮紋第一章習(xí)題1、已知真空中的光速 c＝3m/s，求光在水（ n=1.333）、冕牌玻璃（ n=1.51）、火石玻璃n=1.65）、加拿大樹(shù)膠（n=1.526）、金剛石（n=2.417）等介質(zhì)中的光速。學(xué)習(xí)資料學(xué)習(xí)資料收集于網(wǎng)絡(luò)，僅供參考解：則當(dāng)光在水中， n=1.333時(shí)，v=2.25m/s,當(dāng)光在冕牌玻璃中， n=1.51時(shí)，v=1.99m/s,當(dāng)光在火石玻璃中， n＝1.65時(shí)，v=1.82m/s，當(dāng)光在加拿大樹(shù)膠中， n=1.526時(shí)，v=1.97m/s，當(dāng)光在金剛石中， n=2.417時(shí)，v=1.24m/s。2、一物體經(jīng)針孔相機(jī)在 屏上成一 60mm大小的像，若將屏拉遠(yuǎn) 50mm，則像的大小變?yōu)?0mm,求屏到針孔的初始距離。解：在同種均勻介質(zhì)空間中光線直線傳播，如果選定經(jīng)過(guò)節(jié)點(diǎn)的光線則方向不變，令屏到針孔的初始距離為 x，則可以根據(jù)三角形相似得出：所以x=300mm即屏到針孔的初始距離為 300mm。3、一厚度為 200mm的平行平板玻璃（設(shè) n=1.5），下面放一直徑為 1mm的金屬片。若在玻璃板上蓋一圓形紙片， 要求在玻璃板上方任何方向上都看不到該金屬片， 問(wèn)紙片最小直徑應(yīng)為多少？解：令紙片最小半徑為 x,則根據(jù)全反射原理，光束由玻璃射向空氣中時(shí)滿足入射角度大于或等于全反射臨界角時(shí)均會(huì)發(fā)生全反射，而這里正是由于這個(gè)原因?qū)е略诓ＡО迳戏娇床坏浇饘倨?。而全反射臨界角求取方法為：(1)其中n2=1,n1=1.5,同時(shí)根據(jù)幾何關(guān)系，利用平板厚度和紙片以及金屬片的半徑得到全反射臨界角的計(jì)算方法為：(2)聯(lián)立（1）式和（2）式可以求出紙片最小直徑 x=179.385mm ，所以紙片最小直徑為358.77mm。4、光纖芯的折射率為n1、包層的折射率為n2,光纖所在介質(zhì)的折射率為n0，求光纖的數(shù)值孔徑（即n0sinI1,其中I1為光在光纖內(nèi)能以全反射方式傳播時(shí)在入射端面的最大入射角）。解：位于光纖入射端面，滿足由空氣入射到光纖芯中，應(yīng)用折射定律則有：學(xué)習(xí)資料學(xué)習(xí)資料收集于網(wǎng)絡(luò)，僅供參考n0sinI1=n2sinI2 (1)而當(dāng)光束由光纖芯入射到包層的時(shí)候滿足全反射，使得光束可以在光纖內(nèi)傳播，則有：(2)由（1）式和（2）式聯(lián)立得到 n0sinI1.5、一束平行細(xì)光束入射到一半徑 r=30mm、折射率n=1.5的玻璃球上，求其會(huì)聚點(diǎn)的位置。如果在凸面鍍反射膜， 其會(huì)聚點(diǎn)應(yīng)在何處？如果在凹面鍍反射膜， 則反射光束在玻璃中的會(huì)聚點(diǎn)又在何處？反射光束經(jīng)前表面折射后，會(huì)聚點(diǎn)又在何處？說(shuō)明各會(huì)聚點(diǎn)的虛實(shí)。解：該題可以應(yīng)用單個(gè)折射面的高斯公式來(lái)解決，設(shè)凸面為第一面，凹面為第二面。1）首先考慮光束射入玻璃球第一面時(shí)的狀態(tài)，使用高斯公式：會(huì)聚點(diǎn)位于第二面后 15mm處。2）將第一面鍍膜，就相當(dāng)于凸面鏡像位于第一面的右側(cè)，只是延長(zhǎng)線的交點(diǎn)，因此是虛像。學(xué)習(xí)資料學(xué)習(xí)資料收集于網(wǎng)絡(luò)，僅供參考還可以用β正負(fù)判斷：（3）光線經(jīng)過(guò)第一面折射： , 虛像第二面鍍膜，則：得到：（4）再經(jīng)過(guò)第一面折射物像相反為虛像。6、一直徑為 400mm，折射率為 1.5的玻璃球中有兩個(gè)小氣泡， 一個(gè)位于球心，另一個(gè)位于 12半徑處。沿兩氣泡連線方向在球兩邊觀察，問(wèn)看到的氣泡在何處？如果在水中觀察，看到的氣泡又在何處？解：設(shè)一個(gè)氣泡在中心處，另一個(gè)在第二面和中心之間。（1）從第一面向第二面看學(xué)習(xí)資料學(xué)習(xí)資料收集于網(wǎng)絡(luò)，僅供參考（2）從第二面向第一面看（3）在水中7、有一平凸透鏡 r1=100mm,r2=,d=300mm,n=1.5, 當(dāng)物體在時(shí)，求高斯像的位置 l’。在第二面上刻一十字絲，問(wèn)其通過(guò)球面的共軛像在何處？當(dāng)入射高度 h=10mm，實(shí)際光線的像方截距為多少？與高斯像面的距離為多少？解：學(xué)習(xí)資料學(xué)習(xí)資料收集于網(wǎng)絡(luò)，僅供參考8、一球面鏡半徑 r=-100mm,求＝0，-0.1 ，-0.2 ，-1 ，1，5，10，∝時(shí)的物距像距。解：（1）2）同理，3）同理，4）同理，5）同理，6）同理，學(xué)習(xí)資料學(xué)習(xí)資料收集于網(wǎng)絡(luò)，僅供參考7）同理，8）同理，9、一物體位于半徑為 r 的凹面鏡前什么位置時(shí)，可分別得到：放大 4倍的實(shí)像，當(dāng)大 4倍的虛像、縮小 4倍的實(shí)像和縮小 4倍的虛像？解：（1）放大4倍的實(shí)像（2）放大四倍虛像（3）縮小四倍實(shí)像（4）縮小四倍虛像第二章習(xí)題1、已知照相物鏡的焦距f＝’75mm,被攝景物位于（以F點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)）x=處，試求照相底片應(yīng)分別放在離物鏡的像方焦面多遠(yuǎn)的地方。學(xué)習(xí)資料學(xué)習(xí)資料收集于網(wǎng)絡(luò)，僅供參考解：（1）x=-∝，xx′=ff′得到：x′=0（2）x′=0.5625（3）x′=0.703（4）x′=0.937（5）x′=1.4（6）x′=2.812、設(shè)一系統(tǒng)位于空氣中，垂軸放大率，由物面到像面的距離（共軛距離）為 7200mm,物鏡兩焦點(diǎn)間距離為 1140mm,求物鏡的焦距，并繪制基點(diǎn)位置圖。3.已知一個(gè)透鏡把物體放大-3倍投影在屏幕上，當(dāng)透鏡向物體移近18mm時(shí)，物體將被放大-4x試求透鏡的焦距，并用圖解法校核之。學(xué)習(xí)資料學(xué)習(xí)資料收集于網(wǎng)絡(luò)，僅供參考解：4．一個(gè)薄透鏡對(duì)某一物體成實(shí)像， 放大率為-1x,今以另一個(gè)薄透鏡緊貼在第一個(gè)透鏡上， 則見(jiàn)像向透鏡方向移動(dòng) 20mm，放大率為原先的 3/4倍，求兩塊透鏡的焦距為多少？解：5．有一正薄透鏡對(duì)某一物成倒立的實(shí)像，像高為物高的一半，今將物面向透鏡移近 100mm，則所得像與物同大小，求該正透鏡組的焦距。解：6．希望得到一個(gè)對(duì)無(wú)限遠(yuǎn)成像的長(zhǎng)焦距物鏡， 焦距=1200mm，由物鏡頂點(diǎn)到像面的距離 L=700mm，由系統(tǒng)最后一面到像平面的距離（工作距）為 ，按最簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)的薄透鏡系統(tǒng)考慮，求系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，并畫(huà)出光路圖。解：學(xué)習(xí)資料學(xué)習(xí)資料收集于網(wǎng)絡(luò)，僅供參考7．一短焦距物鏡，已知其焦距為 35mm，筒長(zhǎng)L=65mm，工作距,按最簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)的薄透鏡系統(tǒng)考慮，求系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。解：8．已知一透鏡 求其焦距、光焦度。解：9．一薄透鏡組焦距為 100mm，和另一焦距為 50mm的薄透鏡組合，其組合焦距仍為 100mm，問(wèn)兩薄透鏡的相對(duì)位置。解：學(xué)習(xí)資料學(xué)習(xí)資料收集于網(wǎng)絡(luò)，僅供參考10．長(zhǎng)60mm，折射率為 1.5的玻璃棒，在其兩端磨成曲率半徑為 10mm的凸球面，試求其焦距。解：11．一束平行光垂直入射到平凸透鏡上，會(huì)聚于透鏡后 480mm處，如在此透鏡凸面上鍍銀，則平行光會(huì)聚于透鏡前 80mm處，求透鏡折射率和凸面曲率半徑。解：第三章習(xí)題1．人照鏡子時(shí)，要想看到自己的全身，問(wèn)鏡子要多長(zhǎng)？人離鏡子的距離有沒(méi)有關(guān)系？學(xué)習(xí)資料學(xué)習(xí)資料收集于網(wǎng)絡(luò)，僅供參考解：鏡子的高度為 1/2人身高，和前后距離無(wú)關(guān)。2．設(shè)平行光管物鏡L的焦距=1000mm，頂桿與光軸的距離a=10mm，如果推動(dòng)頂桿使平面鏡傾斜，物鏡焦點(diǎn)F的自準(zhǔn)直像相對(duì)于F產(chǎn)生了y=2mm的位移，問(wèn)平面鏡的傾角為多少？頂桿的移動(dòng)量為多少？解：3．一光學(xué)系統(tǒng)由一透鏡和平面鏡組成，如圖 3-29所示，平面鏡 MM與透鏡光軸垂直交于 D點(diǎn)，透鏡前方離平面鏡 600mm有一物體AB，經(jīng)透鏡和平面鏡后，所成虛像至平面鏡的距離為150mm，且像高為物高的一半，試分析透鏡焦距的正負(fù)，確定透鏡的位置和焦距，并畫(huà)出光路圖。解：平面鏡成β=1的像，且分別在鏡子兩側(cè)，物像虛實(shí)相反。學(xué)習(xí)資料學(xué)習(xí)資料收集于網(wǎng)絡(luò)，僅供參考4．用焦距=450mm的翻拍物鏡拍攝文件， 文件上壓一塊折射率 n=1.5，厚度d=15mm的玻璃平板，若拍攝倍率 ，試求物鏡后主面到平板玻璃第一面的距離。解：此為平板平移后的像。5．棱鏡折射角 ，C光的最小偏向角 ，試求棱鏡光學(xué)材料的折射率。解：學(xué)習(xí)資料學(xué)習(xí)資料收集于網(wǎng)絡(luò)，僅供參考6．白光經(jīng)過(guò)頂角 的色散棱鏡， n=1.51的色光處于最小偏向角，試求其最小偏向角值及n=1.52的色光相對(duì)于 n=1.51的色光間的交角。解:第四章習(xí)題1．二個(gè)薄凸透鏡構(gòu)成的系統(tǒng)，其中 ， ， ， 位于后 ，若入射平行光，請(qǐng)判斷一下孔徑光闌，并求出入瞳的位置及大小。解：判斷孔徑光闌：第一個(gè)透鏡對(duì)其前面所成像為本身 ,第二個(gè)透鏡對(duì)其前面所成像為 ,其位置：大小為：故第一透鏡為孔闌 ,其直徑為 4厘米.它同時(shí)為入瞳.2．設(shè)照相物鏡的焦距等于 75mm，底片尺寸為 55 55 ，求該照相物鏡的最大視場(chǎng)角等于多少？解：學(xué)習(xí)資料學(xué)習(xí)資料收集于網(wǎng)絡(luò)，僅供參考第五章習(xí)題1、 一個(gè)100W的鎢絲燈，發(fā)出總光通量為 1400lm，求發(fā)光效率為多少 ?解：2、有一聚光鏡， （數(shù)值孔徑 ），求進(jìn)入系統(tǒng)的能量占全部能量的百分比。解：而一點(diǎn)周圍全部空間的立體角為3、一個(gè)的鎢絲燈，已知：，該燈與一聚光鏡聯(lián)用，燈絲中心對(duì)聚光鏡所張的孔徑角，若設(shè)燈絲是各向均勻發(fā)光，求1）燈泡總的光通量及進(jìn)入聚光鏡的能量；2）求平均發(fā)光強(qiáng)度解:學(xué)習(xí)資料學(xué)習(xí)資料收集于網(wǎng)絡(luò)，僅供參考4、一個(gè) 的鎢絲燈發(fā)出的總的光通量為 ，設(shè)各向發(fā)光強(qiáng)度相等，求以燈為中心，半徑分別為： 時(shí)的球面的光照度是多少？解：5、一房間，長(zhǎng)、寬、高分別為：，一個(gè)發(fā)光強(qiáng)度為的燈掛在天花板中心，離地面，1）求燈正下方地板上的光照度；2）在房間角落處地板上的光照度。解：學(xué)習(xí)資料學(xué)習(xí)資料收集于網(wǎng)絡(luò)，僅供參考第六章習(xí)題1．如果一個(gè)光學(xué)系統(tǒng)的初級(jí)子午彗差等于焦寬（），則 應(yīng)等于多少？解：2．如果一個(gè)光學(xué)系統(tǒng)的初級(jí)球差等于焦深 （），則 應(yīng)為多少？ 解：3．設(shè)計(jì)一雙膠合消色差望遠(yuǎn)物鏡，，采用冕牌玻璃K9（，）和火石玻璃F2（，），若正透鏡半徑，求：正負(fù)透鏡的焦距及三個(gè)球面的曲率半徑。解：4．指出圖 6-17中學(xué)習(xí)資料學(xué)習(xí)資料收集于網(wǎng)絡(luò)，僅供參考解：學(xué)習(xí)資料學(xué)習(xí)資料收集于網(wǎng)絡(luò)，僅供參考第七章習(xí)題1．一個(gè)人近視程度是（屈光度），調(diào)節(jié)范圍是 8D，求：（1）其遠(yuǎn)點(diǎn)距離；（2）其近點(diǎn)距離；（3）配帶100度的近視鏡，求該鏡的焦距；（4）戴上該近視鏡后，求看清的遠(yuǎn)點(diǎn)距離；（5）戴上該近視鏡后，求看清的近點(diǎn)距離。解：遠(yuǎn)點(diǎn)距離的倒數(shù)表示近視程度2．一放大鏡焦距 ，通光孔徑 ，眼睛距放大鏡為 50mm，像距離眼睛在明視距離250mm，漸暈系數(shù)K=50%，試求：（1）視覺(jué)放大率；（2）線視場(chǎng)；（3）物體的位置。解：學(xué)習(xí)資料學(xué)習(xí)資料收集于網(wǎng)絡(luò)，僅供參考3．一顯微物鏡的垂軸放大倍率，數(shù)值孔徑NA=0.1，共軛距L=180mm，物鏡框是孔徑光闌，目鏡焦距。（1）求顯微鏡的視覺(jué)放大率；（2）求出射光瞳直徑；（3）求出射光瞳距離（鏡目距）；（4）斜入射照明時(shí)，，求顯微鏡分辨率；（5）求物鏡通光孔徑；6）設(shè)物高2y=6mm，漸暈系數(shù)K=50%，求目鏡的通光孔徑。解：學(xué)習(xí)資料學(xué)習(xí)資料收集于網(wǎng)絡(luò)，僅供參考4．欲分辨0.000725mm的微小物體，使用波長(zhǎng)，斜入射照明，問(wèn)：（1）顯微鏡的視覺(jué)放大率最小應(yīng)多大？（2）數(shù)值孔徑應(yīng)取多少適合？學(xué)習(xí)資料學(xué)習(xí)資料收集于網(wǎng)絡(luò)，僅供參考解： 此題需與人眼配合考慮5．有一生物顯微鏡，物鏡數(shù)值孔徑 NA=0.5，物體大小 2y=0.4mm，照明燈絲面積，燈絲到物面的距離 100mm，采用臨界照明，求聚光鏡焦距和通光孔徑。解：視場(chǎng)光闌決定了物面大小，而物面又決定了照明 的大小學(xué)習(xí)資料學(xué)習(xí)資料收集于網(wǎng)絡(luò)，僅供參考6．為看清 4km處相隔150mm的兩個(gè)點(diǎn)（設(shè) ），若用開(kāi)普勒望遠(yuǎn)鏡觀察，則：（1）求開(kāi)普勒望遠(yuǎn)鏡的工作放大倍率；（2）若筒長(zhǎng)L=100mm，求物鏡和目鏡的焦距；（3）物鏡框是孔徑光闌，求出設(shè)光瞳距離；（4）為滿足工作放大率要求，求物鏡的通光孔徑；（5）視度調(diào)節(jié)在（屈光度），求目鏡的移動(dòng)量；（6）若物方視場(chǎng)角，求像方視場(chǎng)角；（7）漸暈系數(shù)K=50%，求目鏡的通光孔徑；解：因?yàn)椋簯?yīng)與人眼匹配學(xué)習(xí)資料學(xué)習(xí)資料收集于網(wǎng)絡(luò)，僅供參考7．用電視攝相機(jī)監(jiān)視天空中的目標(biāo)，設(shè)目標(biāo)的光亮度為 2500 ，光學(xué)系統(tǒng)的透過(guò)率為0.6，攝象管靶面要求照度為 20lx，求攝影物鏡應(yīng)用多大的光圈。解：附：學(xué)習(xí)資料學(xué)習(xí)資料收集于網(wǎng)絡(luò)，僅供參考測(cè)控專業(yè)09級(jí)--工程光學(xué)--期末考試試題（參考）一、項(xiàng)選擇題（每小題 2分，共20分）1一平行細(xì)光束經(jīng)一個(gè)球面鏡后匯聚于鏡前 50mm處，則該球面鏡的曲率半徑等于A．－100mm B．－50mm C ．50mm D．100mm2．一個(gè)照相物鏡能分辨的最靠近的兩直線在感光底片上的距離為 2μm，則該照相物鏡的分辨率為：A．2μm； B ．0.5 線/μm； C ．50線/mm； D ．500線/mm；3．一個(gè)發(fā)光強(qiáng)度為 I的點(diǎn)光源懸掛于桌面上方 2米處，則桌面上的最大光照度為A．I/4 B ．I/2 C ．2I D ．4I4．對(duì)顯微鏡系統(tǒng)正確的描述是A.顯微鏡系統(tǒng)的出射光瞳在目鏡之前； B. 對(duì)顯微鏡的單色像差一般用C光(656.3nm)來(lái)校正；C、顯微鏡的數(shù)值孔徑與其物鏡和目鏡均有關(guān)； D. 顯微鏡的數(shù)值孔徑越大，景深越小;學(xué)習(xí)資料學(xué)習(xí)資料收集于網(wǎng)絡(luò)，僅供參考5．焦距為100mm的凸薄透鏡，其光焦度Φ為：A．0.01mm-1；B．0.01mm；C．0.02mm-1；D．0.02mm；6．以下關(guān)于光學(xué)系統(tǒng)成像的像差，正確的描述是A. 軸上物點(diǎn)成像可能存在的像差有球差和正弦差;B. 目視光學(xué)系統(tǒng)一般對(duì) F光（486.1nm）和C光(656.3nm)消色差C. 畸變不僅使像的形狀失真，而且影響成像的清晰D. 對(duì)單正透鏡通過(guò)改變其設(shè)計(jì)參數(shù)可以完全校正球差7．焦距為200mm的透鏡對(duì)一無(wú)窮遠(yuǎn)處物體成實(shí)像，則像距 等于：A．∞； B ．-∞； C ．200mm； D ．–200mm；8．一個(gè)高10mm的實(shí)物通過(guò)某光學(xué)系統(tǒng)成倒立實(shí)像，像高 20mm，則成像的垂軸放大率β為A．β=－2× B．β=－1/2× C ．β=1/2× D ．β=2×9．一個(gè)平面光波可以表示為 ，則該平面波所在傳播介質(zhì)的折射率是：A．0.65； B ．1.5；C．1.54； D．1.65；10．強(qiáng)度為I的自然光通過(guò)起偏器后，出射光是A.強(qiáng)度為I的線偏振光; B ．.強(qiáng)度為I/2的線偏振光; C ．強(qiáng)度為I的自然光; D ．強(qiáng)度為I/2的自然光;二.填空題（每小題 2分，共10分）1．一束強(qiáng)度為 I、振動(dòng)方向沿鉛垂方向的線偏振光通過(guò)一個(gè)檢偏器后，透過(guò)光的強(qiáng)度為 I/2，則檢偏器透光軸與鉛垂方向的夾角為學(xué)習(xí)資料學(xué)習(xí)資料收集于網(wǎng)絡(luò)，僅供參考（度）。2．光垂直通過(guò)一塊平板玻璃，已知玻璃的折射率為 1.5，則透過(guò)光能為入射光能的 ％。3．為達(dá)到增反的目的，單層膜的折射率 n與玻璃基板折射率 n玻的關(guān)系是 。4．調(diào)節(jié)邁克耳遜干涉儀，在視場(chǎng)中看到 20環(huán)等傾亮條紋，此時(shí)移動(dòng)反射鏡M1，觀察到亮條紋從中心冒出了 10環(huán)，視場(chǎng)中還剩 10環(huán)，設(shè)光源的波長(zhǎng)為 600nm，則M1移動(dòng)的距離為 。5．已知雙平面鏡的夾角為 10°，一平行細(xì)光束以 30°角入射，經(jīng)兩個(gè)平面鏡反射后，出射光線與入射光線的夾角為 。三.簡(jiǎn)答題（每小題 6分，共30分）有一束光，它可能是橢圓偏振光或部分線偏振光，試問(wèn)用什么方法可以鑒定？為何在設(shè)計(jì)望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)時(shí)要將孔徑光闌置于物鏡上？如何理解光的單色性與其相干性之間的關(guān)系？光的全反射現(xiàn)象及其產(chǎn)生的條件是什么？試舉出一個(gè)全反射的工程應(yīng)用實(shí)例。簡(jiǎn)述成像系統(tǒng)分辨極限的瑞利判據(jù)的內(nèi)容；據(jù)此判據(jù)，可采用什么方法來(lái)提高望遠(yuǎn)鏡的分辨率？四.計(jì)算題（每小題10分，共40分）1．已知一臺(tái)顯微鏡的物鏡和目鏡相距 200mm，物鏡焦距為7.0mm，目鏡焦距為5.0mm，若物鏡和目鏡都可看成是薄透鏡，試計(jì)算： （1）如學(xué)習(xí)資料學(xué)習(xí)資料收集于網(wǎng)絡(luò)，僅供參考果物鏡把被觀察物體成像于目鏡前焦點(diǎn)附近，那么被觀察物體到物鏡的距離是多少？物鏡的垂軸放大率β是多少？（2）顯微鏡的視