光信121工程光学考试卷

淮 海 工 学 院

13 - 14 学年

第 1 学期 工程光学 试卷(A闭卷)

题号 一 二 三 四 五核分（1） 五（2） 五（3） 五（4） 五（5） 总分 人 分值 10 20 25 10 6 6 10 7 6 100 得分 一、判断题（本大题共10小题，每题1分，共10分）

（ ）1、光从介质中传播时一定沿直线传播。

（ ）2、光从一点传播到另一点，其路迹并不随意，而是沿光程为极 值的路径传播的，即光程为极小、极大或稳定值。 （ ）3、无限远点与有限远点的等光程反射面为抛物面。

（ ）4、眼球等效一架可调焦可变动光圈的照相光学系统，其物像方 空间焦距相等。

（ ）5、凸透镜一定是正透镜，凹透镜一定是负透镜。

（ ）6、一束光从一种介质进入另一种介质时，其光亮度不变。 （ ）7、单个折射球面构成的系统，物方主点、像方主点都重合于球 面顶点。

（ ）8、余弦辐射体是指发光物体在各个方向上的光亮度相同。 （ ）9、对同一种均匀介质，不同波长的光对应的折射率不同，其中 红光对应的折射率比蓝光大。

（ ）10、显微镜用于测量长度时，在物镜的实像面上放一刻有标尺 的透明分划板，分划板与物镜间距离固定，但物距不一定能 调到使像正好成在分划板上，这样就产生测量误差。解决此 问题的办法是在物镜像方焦面上安放一个视场光阑。

二、选择题（单选，每题2分，共20分）

（ ）1、一个物方、像方折射率相同的折射光学系统对实物成像时， 其垂轴放大率 -1〈β〈0，则结论正确的为：

A、成正立放大的虚像 B、成倒立缩小的虚像

１ C、成倒立缩小的实像 D、成正立缩小的实像 （ ）2、在光学系统中，下列没有共轭关系的是

A、入瞳和出瞳 B、入窗和出窗

C、物方主点和像方主点 D、物方焦点和像方焦点 （ ）3、对于柯勒照明，正确的陈述是

A、光能利用率高 B、照明面的光照度均匀 C、照明系统的出瞳与后接系统的入瞳衔接 D、以上说法都不对

（ ）4、在望远系统中加入场镜后，与原系统相比发生变化的量是 A、像方视场角 B、视觉放大率 C、出瞳距 D、出瞳直径

（ ）5、Γ倍视觉放大率的望远镜，它的角放大率γ，垂轴放大率β和

轴向放大率α的关系为

A、γ=Γ，β=Γ，α=Γ2 B、γ=Γ，β=1/Γ，α=1/Γ2

C、γ=1/Γ，β=Γ，α=1/Γ2 D、γ=1/Γ，β=1/Γ，α=Γ2

（ ）6、以下几种初级像差中，当视场很小时就需要考虑的是 A、畸变 B、慧差 C、像散 D、场曲

（ ）7、在校正球差时，一般只考虑一、二级球差的影响，当校正边 缘带hm的球差为零时，残余球差的最大值出现在 A、0.85hm 处 B、0.707hm 处 C、0.50hm 处 D、0.25hm处

（ ）8、一物体经理想光学系统后成放大的实像，当物体向光学系统 方向移动一微小距离时

A、其像变大 B、垂轴放大率β的绝对值变小

C、角放大率γ的绝对值变大 D、轴向放大率α的绝对值变小

（ ）9、下列像差中只与孔径角有关的是

A、球差 B、畸变 C、细光束场曲 D、倍率色差（ ）10、在物镜和像面之间加一厚为d折射率为n的平行平板后， 像面位置将

A、向后移动d/n距离 B、向前移动d/n距离 C、向后移动（1-1/n)d距离 D、向前移动(1-1/n)d距离

三、填空题（每空1分，共25分） ，平面法向光强度IN= ，光出射度M= 。1、光就其本质而言是一种电磁波，在真空中光波波长范围大致与平面余弦辐射体正对方向有一平面物，两平面平行相距1m，中心在同1mm~10nm，其中可见光波长范围在 之间，波长 一法线轴上，平面物面积10cm2，则平面物上光照度E= 。 的光称红外光，而波长 的光称紫外光。 8、对于单个折射球面，有三个特殊物点位置不产生球差，他们是（1） 2、如图所示为两个透明介质的分界面∑，折射率分别为n=1、n`=1.5，试 ，（2） ，（3） ，导出一对有限远共轭点成完善成像的单个折射面∑的面形方程 。

3、节点是角放大率等于+1的一对共轭点，若理想光学系统的物方像方焦距分别为f和f `，则以焦点为原点的节点位置xJ= ，x`J`= 。

4、光楔顶角为α折射率为n，当两光楔主截面平行，两楔角方向相同、相反和反向相同时，出射光线方向如何？其偏向角δa= ，δb= ，δc= 。 5、孔径光阑经前面光学系统成的像叫 ，经后面光学系统成的像叫 。视场光阑经前面光学系统成的像叫 ，经后面光学系统成的像叫 。 6、望远系统中，若孔径光阑位于物镜像方焦面上称 ，可用来准确测 ；若孔径光阑位于物镜物方焦面上，称 ，可用来准确测 。 7、一面积为1cm2 的余弦平面辐射体，光通量为100lm，则光亮度L=

称齐明点。 9、照相机照相认为物在无限远，胶片曝光量与胶片上照度有关，光圈数F扩大一倍，照度将 倍。 四、作图题 （10分） 1、用作图法求下面图中物点A的像点A`（3分×2=6分）

2、画出二次反射直角棱镜的展开图，并写出光轴长度L（2分） 3、图为斯密特屋脊棱镜，设输入为右手坐标系，画出相应的输出坐标系。（2分）

２五、计算题（35分） 1、（6分）有一光线以300角入射于n=1和n`=1.5的平面分界面上，若以入射点为原点，法线从空气指向介质为y轴，界面方向为x轴，写出入射光线A、反射光线A``和折射光线A`的矢量式。

2、（6分）一平凸透镜，r1=50mm，r2=∞，d=10mm，n=1.5，一高为5mm的物体垂直光轴放置，离透镜凸面-20mm，求像的位置和像高。

3、（10分）一光学系统由两透镜组成，焦距分别为100mm和50mm，相距为20mm，求组合焦距和基点位置，并在图上标出。一物高为10mm，距第一透镜30mm，则求像的位置和像高。

4、一显微镜物镜的垂轴放大倍率β=-5x，数值孔径NA=0.2，共轭距L=240mm，物镜框是孔径光阑，目镜焦距f `e=25mm。 （1）求显微镜的视觉放大率 （2）求出射光瞳直径

（3）求出射光瞳距离（镜目距）

（4）斜入射光照明时，λ=0.55μm，求目镜的通光孔径。 （5）求物镜通光孔径

（6）设物高2y=4mm，渐晕系数K=50%，求目镜的通光孔径。

３

5、（6分）一放大镜焦距f `=25mm，通光孔径D=20mm，眼睛距放大镜为50mm，像距离眼睛在明视距离250mm，渐晕系数K=50%，试求：（1）视觉放大率；（2）线视场；（3）物体的位置

有关公式

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13 - 14 学年 第 1 学期 工程光学 试卷(A卷闭卷)答案

一、判断题

1、× 2、√ 3、√ 4、× 5、× 6、× 7、√ 8、√ 9、× 10、√ 二、选择题

1、C 2、D 3、B 4、C 5、B 6、B 7、B 8、A 9、A 10、C 三、填空题

1、380~760nm 大于760nm 小于400nm

2、(100?z)2?x2?y2?1.5(200?z)2?x2?y2?100?200?1.5

3、f ` f

4、2（n-1)α 0 2、-(n-1)α 5、入瞳 出瞳 入窗 出窗

6、物方远心光路 物高度 像方远心光路 物距 7、106/π=3.18×105cd/m2 31.8cd 106lm/m2 31.8lx

8、（1）L=0（L`=0，β=1）（2）L=r(=L`,β=n/n`), (3)L=(n+n`)r/n(L`=(n+n`)r/n`,β=n2/n`2) 9、缩小1/4倍 四、作图题 1

、

2、

3、

五、计算题 1、

５

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