工程光學(xué)（幾何光學(xué)與光學(xué)測量）試卷及答案

一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共10題）1.光在真空中傳播速度為（）A.3×10^6m/sB.3×10^8m/sC.3×10^10m/s2.以下哪種是成像光學(xué)儀器（）A.放大鏡B.三棱鏡C.濾光片3.幾何光學(xué)的基本定律不包括（）A.直線傳播定律B.反射定律C.光電效應(yīng)定律4.全反射發(fā)生的條件是（）A.光從光密介質(zhì)到光疏介質(zhì)B.光從光疏介質(zhì)到光密介質(zhì)C.任意情況5.薄透鏡成像公式中，物距u、像距v和焦距f關(guān)系正確的是（）A.1/u+1/v=1/fB.1/u-1/v=1/fC.1/v-1/u=1/f6.光軸上物點(diǎn)發(fā)出的光線經(jīng)球面折射后成像在（）A.光軸上B.任意位置C.對(duì)稱軸上7.以下哪種不是光學(xué)測量的基本量（）A.長度B.亮度C.溫度8.測量光學(xué)系統(tǒng)焦距的方法不包括（）A.物距像距法B.自準(zhǔn)直法C.干涉法9.光的反射定律中，反射角與入射角（）A.相等B.反射角大于入射角C.反射角小于入射角10.用于放大微小物體的光學(xué)儀器是（）A.望遠(yuǎn)鏡B.顯微鏡C.投影儀二、多項(xiàng)選擇題（每題2分，共10題）1.幾何光學(xué)基本定律包含（）A.直線傳播定律B.獨(dú)立傳播定律C.反射定律D.折射定律2.以下屬于光學(xué)系統(tǒng)像差的有（）A.球差B.色差C.像散D.場曲3.光學(xué)測量常用的方法有（）A.機(jī)械測量法B.光學(xué)測量法C.電學(xué)測量法D.聲學(xué)測量法4.常見的光學(xué)成像元件有（）A.透鏡B.反射鏡C.棱鏡D.光柵5.望遠(yuǎn)鏡的主要組成部分有（）A.物鏡B.目鏡C.分劃板D.調(diào)焦機(jī)構(gòu)6.影響光學(xué)系統(tǒng)成像質(zhì)量的因素有（）A.像差B.衍射C.干涉D.材料特性7.光學(xué)材料的主要性能指標(biāo)包括（）A.光學(xué)常數(shù)B.機(jī)械性能C.熱性能D.化學(xué)穩(wěn)定性8.以下關(guān)于光的折射正確的有（）A.光從一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)傳播方向改變B.遵循折射定律C.與介質(zhì)折射率有關(guān)D.只在均勻介質(zhì)中發(fā)生9.顯微鏡按成像原理可分為（）A.光學(xué)顯微鏡B.電子顯微鏡C.原子力顯微鏡D.隧道顯微鏡10.光學(xué)系統(tǒng)的分辨率與（）有關(guān)A.波長B.孔徑C.像差D.物體大小三、判斷題（每題2分，共10題）1.光在任何介質(zhì)中都沿直線傳播。（）2.反射光線和入射光線在同一平面內(nèi)。（）3.薄透鏡的焦距只與透鏡的材料和形狀有關(guān)。（）4.光學(xué)系統(tǒng)的放大率越大，成像質(zhì)量越好。（）5.全反射時(shí)，反射光的能量為零。（）6.望遠(yuǎn)鏡可以看清遠(yuǎn)處的物體是因?yàn)樗盐矬w放大了。（）7.光學(xué)測量只能測量光學(xué)元件的參數(shù)。（）8.顯微鏡的物鏡焦距比目鏡焦距長。（）9.光的干涉和衍射現(xiàn)象說明光具有波動(dòng)性。（）10.光學(xué)系統(tǒng)的像差可以完全消除。（）四、簡答題（每題5分，共4題）1.簡述幾何光學(xué)的基本定律。答：包括直線傳播定律（光在均勻介質(zhì)中沿直線傳播）、獨(dú)立傳播定律（不同光源的光相遇互不影響）、反射定律（反射角等于入射角，三線共面）、折射定律（斯涅爾定律，入射角與折射角正弦比為常數(shù)）。2.簡述望遠(yuǎn)鏡的工作原理。答：物鏡將遠(yuǎn)處物體成像在其焦平面附近成倒立縮小實(shí)像，目鏡將此像放大，使觀察者看到遠(yuǎn)處物體放大的虛像，從而增大視角看清遠(yuǎn)處物體。3.光學(xué)測量有哪些特點(diǎn)？答：精度高，非接觸測量不損傷被測物，可測量微小尺寸和復(fù)雜形狀，測量速度快，能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化測量，可測量多種物理量如長度、角度、折射率等。4.簡述全反射的條件及應(yīng)用。答：條件是光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)，且入射角大于臨界角。應(yīng)用有光纖通信，利用全反射傳輸光信號(hào)；光學(xué)儀器中的全反射棱鏡改變光路等。五、討論題（每題5分，共4題）1.討論像差對(duì)光學(xué)系統(tǒng)成像質(zhì)量的影響及減小像差的方法。答：像差使成像模糊、變形、顏色分離等。減小方法有：合理選擇光學(xué)材料和曲率，采用復(fù)合透鏡，優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，如對(duì)稱結(jié)構(gòu)。還可利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和像差校正技術(shù)來提高成像質(zhì)量。2.分析光學(xué)測量在現(xiàn)代科技中的重要性及發(fā)展趨勢。答：重要性在于為各領(lǐng)域提供高精度測量手段，如半導(dǎo)體制造、航空航天。發(fā)展趨勢是更高精度、更快速測量，多參數(shù)同時(shí)測量，與其他技術(shù)融合，如與計(jì)算機(jī)、激光技術(shù)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)智能化自動(dòng)化測量。3.如何根據(jù)實(shí)際需求選擇合適的光學(xué)成像儀器？答：需考慮測量對(duì)象大小、精度要求、觀察距離等。如觀察微小物體選顯微鏡；看遠(yuǎn)處物體選望遠(yuǎn)鏡。對(duì)精度要求高要選像差小、分辨率高的儀器；需彩色成像要考慮色差校正情況等。4.探討光的波動(dòng)性在光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。答：利用光的干涉可設(shè)計(jì)干涉儀用于精密測量；衍射可用于設(shè)計(jì)衍射光學(xué)元件如光柵實(shí)現(xiàn)分光等功能。在光學(xué)成像系統(tǒng)中，考慮波動(dòng)性對(duì)分辨率的限制，優(yōu)化設(shè)計(jì)提高成像質(zhì)量，如采用合適孔徑和波長等。答案一、單項(xiàng)選擇題1.B2.A3.C4.A5.A6.A7.C8.C9.A10.B二、多項(xiàng)選擇題1.ABCD2.ABCD3.ABC4.