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工程光学,习题解答,第一章 几何光学基本定理与成像概念,第二章 理想光学系统,第三章 平面与平面系统,第七章 典型光学系统,,,,,第一章 几何光学基本定理与成像概念,3、解： ∽ 6、解：,,,,,,,,,,,,,,,,,,第二章 理想光学系统,P37—38页3、6、7、9、10、15、17 3、设系统位于空气中，垂轴放大率 ，有物面到 像面的距离（共轭距）为7200mm，物镜两焦点的距离为 1140mm。求该物镜焦距，并绘出基点位置图。 解：,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,第二章 理想光学系统,7、解：,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,第二章 理想光学系统,9、已知一透镜 ， 求其焦距、光焦度、基点位置。 解：,第二章 理想光学系统,10、解：,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,第二章 理想光学系统,15、一块厚透镜， 试求该透镜焦距和基点位置。如果物距 时，问 像在何处？如果平行光入射时，使透镜绕一和光轴垂直 的轴，而要求像点位置不变，问该轴应装在何处？ 解（1） （2） （3）,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,第二章 理想光学系统,15、如果平行光入射时，使透镜绕一和光轴垂直的轴，而 要求像点位置不变，问该轴应装在何处？,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,第二章 理想光学系统,15、如果平行光入射时，使透镜绕一和光轴垂直的轴，而 要求像点位置不变，问该轴应装在何处？,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,第二章 理想光学系统,17、有三个薄透镜，其焦距分别为 其间隔 求组合系统的 基点。 解：像方参数：,第二章 理想光学系统,17、有三个薄透镜，其焦距分别为 其间隔 求组合系统的 基点。 解：物方参数,第三章 平面与平面系统,7题,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,第三章 平面与平面系统,7题,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,7-1,1.一个人近视程度是-2D（屈光度），调节范围是8D，求： （1）其远点距离；（2）其近点距离；（3）配戴100度的 近视镜，求该眼镜的焦距；（4）戴上该近视镜后，求看 清的远点距离；（5）戴上该眼镜后，求看清的近点距离。 解：（1）由： 得： （2）由 及： 得： 则： （3）100度近视镜的焦距与100近视眼的远点距离相同， 则： （4）戴上100度近视镜相当于近视程度减轻100度， 即近视程度为-1D,则：,7-1,或：近视眼的远点距离为 ,其戴上眼睛能看清的远 点距离为物距 ，通过眼镜后成像在眼睛的远点距离 上： 即：由 得: (5)由于 及： 得：,7-2,一放大镜焦距 ，通光孔径 ，眼睛距放大镜 50mm，像距离眼睛在明视距离250mm，渐晕系数 ， 试求：（1）视觉放大率；（2）线视场；（3）物体的位置。 解：(1)由公式： 得： (2) 而： 所以： （3）由： 或（2）由： 得： 得：,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,7-3,一显微镜物镜的垂轴放大倍率 ，数值孔径 ，共轭距 ，物镜框是孔径光阑，目镜焦距 。 。（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 射照明时， 求显微镜分辨率；（5）求物镜通光 孔径；（6）设物高 ，渐晕系数 ，求目 镜的通光孔径。 解（1） （2） （3）如图所示，由： 得： 物镜框是孔径光阑，,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,7-3,（3）由 得： （4）斜入射，用道威判据得： （5）物镜的通光孔径即入瞳直径，由： 得： 或： （6）由于 及： 得： 或：,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,7-4,欲分辨0.000725的微小物体，使用波长 的斜入射照明，问（1）显微镜的视觉放大率最小应为多 大？（2）数值孔径应取多大？ 解：（1）人眼最小分辨角是 则 即： 2）由道威判据： 得：,7-6,为看清4Km处相隔150mm的两个点（设 ），若用刻卜勒 望远镜观察，则（1）求刻卜勒望远镜的工作放大率； 解（1）正常放大率应满足： 而： 则： 工作放大率取正常放大率的2-3倍即16-24。 （2）若筒长 ，求目镜和目镜的焦距 由： 可得： （3）物镜框是孔径光阑，求出射光瞳距离 由： 得：,,,,,,,,,,,,,,,,7-6,（4）为满足工作放大率的要求，求物镜的通光孔径； 解：工作放大率取正常放大率的2.3倍，则： （5)视度调节在 （屈光度），求目镜的移动量； （6）若物方视场角 ，求像方视场角； 由： 得：,7-6,（7）渐晕系数 ，求目镜的通光孔径。,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,7-14,刻卜勒望远镜的筒长225mm， 无渐晕，（1）求物镜和目镜的焦距； 解：由： 得： （2）目镜的通光孔径和出瞳距； 由： 可得出瞳距： 则：目镜的通光孔径为：,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,7-14,（3）在物镜焦面处放一场镜，其焦距 ，求新的 出瞳距和目镜的通光孔径； 解：主光线在场镜上产生折射，从场镜出射的主光线的位 置为 ：,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,