完整word版应用光学习题Word文档格式.docx

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1、望远镜与显微镜有哪些共同点和不同点？

望远镜是观看无限远物体，平行光射入平行光射出，光学间隔为零；

且物镜焦距较长，有较大的通光口径，目镜焦距较短；

显微镜是观看近处物体，光学间隔较大；

且物镜焦距较小，有较小的通光口径，目镜焦距较短；

它们都是由物镜、目镜、分划构成，等等。

2、请问单色像差有哪几种？

当系统中分别存在不同的单色像差时，对系统成像会有什么影响？

球差、彗差、象散、场曲、畸变。

前四个影响的是成像清晰度，最后一个影响的是形变。

3、什么是景深？

产生景深的原因是什么？

在景像平面上成清楚像的空间深度。

产生景深的原因是接收器本身不完善造成的。

4、发光强度：

在某一方向上，单位立体角内发出的光通量的大小，表征的是辐射体在某一方向上的发光状态。

单位：

？

5、光学系统对轴上点成像时会存在哪些像差？

它们有什么特点？

会存在球差和位置色差。

（1）球差：

轴上点发出的同心光束经过光学系统后，不同的孔径角的光线交于不同的点，相对于理想像点有不同的偏离，这就是球差。

其只与系统的孔径有关。

（2）位置色差：

由于不同的波长在同一介质中的折射率不同，轴上点发出的不同波长的光经过光学系统后会聚在轴上不同的位置，这种现象就是位置色差。

特点？

6、光学系统中有哪几类光栏？

并概述它们的作用？

光学系统中有孔径光阑、视场光阑、渐晕光阑和消杂光光阑，其作用分别如下：

（1）孔径光阑：

决定轴上点的孔径的大小。

（2）视场光阑：

决定光瞳中心的视场角，即限制系统的成像范围。

（3）渐晕光阑：

限制轴外点发出的充满孔径光阑的光束，对轴上点的光束没有限制。

（4）消杂光光阑：

拦掉一部分系统杂散光，限制它们进入光学系统。

7、几何光学的基本定律及其内容是什么？

答：

几何光学的基本定律是直线传播定律、独立传播定律、反射定律和折射定律。

直线传播定律：

光线在均匀透明介质中按直线传播。

独立传播定律：

不同光源的光在通过介质某点时互不影响。

反射定律：

反射光线位于入射面内；

反射角等于入射角；

折射定律：

折射光线位于入射面内；

入射角和折射角正弦之比，对两种一定的介质来说，是一个和入射角无关的常数

。

8、如何区分实物空间、虚物空间以及实像空间和虚像空间？

是否可按照空间位置来划分物空间和像空间？

实物空间：

光学系统第一个曲面前的空间。

虚物空间：

光学系统第一个曲面后的空间。

实像空间：

光学系统最后一个曲面后的空间。

虚像空间：

光学系统最后一个曲面前的空间。

物空间和像空间在空间都是可以无限扩展的，不能按照空间进行划分。

9、什么是共轴光学系统、光学系统物空间、像空间？

光学系统以一条公共轴线通过系统各表面的曲率中心，该轴线称为光轴，这样的系统称为共轴光学系统。

物体所在的空间称为物空间，像所在的空间称为像空间。

10、什么叫理想光学系统？

在物像空间均为均匀透明介质的条件下，物像空间符合“点对应点、直线对应直线、平面对应平面”的光学系统称为理想光学系统。

11、理想光学系统的基点和基面有哪些？

其特性如何？

理想光学系统的基点包括物方焦点、像方焦点；

物方主点、像方主点；

物方节点、像方节点。

基面包括：

物方焦平面、像方焦平面；

物方主平面、像方主平面；

物方节平面、像方节平面。

入射光线（或其延长线）过焦点时，其共轭光线平行与光轴；

入射光线过节点时，其共轭光线与之平行；

焦平面上任一点发出的同心光束的共轭光束为平行光束；

物方主平面与像方主平面共轭，且垂轴放大率为1。

12、对目视光学仪器的共同要求是什么？

答：

视放大率

应大于1。

13、什么是理想光学系统的分辨率？

写出望远镜的分辨率表达式。

假定光学系统成像完全符合理想，没有像差时，光学系统能分辨的最小间隔。

望远镜的分辨率表达式：

14、什么是光学系统的孔径光阑和视场光阑?

孔径光阑是限制轴上物点成像光束立体角的光阑。

视场光阑是限制物平面上或物空间中成像范围的光阑。

15、光学系统中可能有哪些光阑？

限制轴上物点成像光束的口径或立体角大小的孔径光阑；

限制物平面上或物空间中成像的范围即限制视场大小的视场光阑；

用于产生渐晕的渐晕光阑；

用于限制杂散光的消杂光阑。

16、、共轴光学系统的像差和色差主要有哪些？

像差主要有：

球差、慧差（子午慧差、弧矢慧差）、像散、场曲、畸变；

色差主要有：

轴向色差（位置色差）、倍率色差。

二、作图题

1.求棱镜反射后像的坐标系方向

2、画出虚线框内应放置何种棱镜

3、画出虚线框内应放置何种棱镜

4、求棱镜反射后像的坐标系方向

11、根据下列平面镜棱镜系统中的成像方向要求，画出虚线框内所需的反射棱镜类型。

费马原理：

光线沿光程为平稳值的路径而传播。

平稳值的三种基本的含义：

极小值-常见情况，常数-成像系统的物像关系

极大值-个别现象

由费马原理推导反射定律，折射定律

傍轴条件

与光轴成微小角度的傍轴光线，他们的入射角和折射角都很小，满足近似条件：

伽里略望远镜：

物镜焦距为正，目镜焦距为负

Г>

0，成正像

不须加倒像系统

体积较短

系统中不存在实像，不能安装分划板，无法进行测量和瞄准

常用于观察

开卜勒望远镜：

物镜和目镜的焦距均为正

Г<

0，成倒像

通常须加倒像系统

体积较长

系统中存在实像，可安装分划板，进行测量和瞄准

军用光学仪器