几何光学复习习题.docx

复习习题一一、填空题1、光学系统中物和像具有共轭关系的原因是 2、发生全反射的条件是 3、光学系统的三种放大率是 、 、 ，当物像空间的介质的折射率给定后，对于一对给定的共轭面，可提出 种放大率的要求。4、理想光学系统中，与像方焦点共轭的物点是 。5、物镜和目镜焦距分别为和的显微镜，光学筒长△= 4mm，则该显微镜的视放大率为 ，物镜的垂轴放大率为 ，目镜的视放大率为 。6、某物点发出的光经理想光学系统后对应的最后出射光束是会聚同心光束，则该物点所成的是 (填“实”或“虚”)像。7、人眼的调节包含 调节和 调节。8、复杂光学系统中，设置场镜的目的是 9、要使公共垂面内的光线方向改变60度，则双平面镜夹角应为 度。10、在近轴的条件下，折射率为1.4的厚为14mm的平行玻璃板，其等效空气层厚度为 mm。11、设计反射棱镜时，应使其展开后玻璃板的两个表面平行，目的是 12、有效地提高显微镜分辨率的途径是 。13、近轴情况下，在空气中看到水中鱼的表观深度要比实际深度 。二、简答题1、什么是共轴光学系统、光学系统物空间、像空间？2、如何确定光学系统的视场光阑？3、共轴光学系统的像差和色差主要有哪些？4、对目视光学仪器的共同要求是什么？5、什么叫理想光学系统？6、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7、几何光学的基本定律及其内容是什么？8、理想光学系统的基点和基面有哪些？其特性如何？9、用近轴光学公式计算的像具有什么实际意义？10、什么是光学系统的孔径光阑和视场光阑?11、如何计算眼睛的视度调节范围？如何校正常见非正常眼？12、显微镜的分辨率跟哪些参数有关？采取什么途径可以提高显微镜的分辨率？13、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？14、光学系统中可能有哪些光阑？15、光学系统有哪些单色几何像差和色像差？三、计算题1、光束投射到一水槽中，光束的一部分在顶面反射而另一部分在底面反射，如图所示。试证明两束（P1、P2）返回到入射介质的光线是平行的。2、已知一个5倍的伽利略望远镜，其物镜又可作放大镜，其视角放大率亦为5倍。试求物镜、目镜的焦距及望远镜筒长。3、光源位于的透镜前40mm处，问屏放在何处能找到光源像？垂轴放大率等于多少？若光源及屏位置保持不变，问透镜移到什么位置时，能在屏上重新获得光源像，此时放大率等于多少？4、由两个焦距相等的薄透镜组成一个光学系统，两者之间的间距也等于透镜焦距，即。用此系统对前方60mm处的物体成像，已知垂轴放大率为-5，求薄透镜的焦距及物像平面之间的共轭距。5、一个正透镜焦距为100mm，一根棒长40mm，平放在透镜的光轴上，棒中点距离透镜200mm。求：1）像的位置和长短；（2）棒绕中心转时，像的位置和大小。6、一组合系统如图所示，薄正透镜的焦距为20mm，薄负透镜的焦距为-20mm，两单透镜之间的间隔为10mm，当一物体位于正透镜前方100mm处，求组合系统的垂轴放大率和像的位置。7、用一架的开普勒望远镜，通过一个观察窗观察位于距离500mm远处的目标，假定该望远镜的物镜和目镜之间有足够的调焦可能，该望远镜物镜焦距求此时仪器的实际视放大率等于多少？8、已知放大镜焦距f’=25mm，通光孔径D1=25mm，人眼瞳孔D2=2mm，它位于放大镜后50mm处，物体位于放大镜前23mm处。试确定系统的孔径光阑和视场光阑，并求入瞳、出瞳及入窗、出窗的位置和大小。9、试证明单折射球面的物像方焦距分别满足下列关系：，，其中，n、n′和r分别是球面的物方、像方折射率和球面半径。10、若人肉眼刚好能看清200m远处的一小物体，若要求在1200m远处也能看清该物体，问应使用视放大率至少为多大的望远镜11、置于空气中的两薄凸透镜L1和L2的焦距分别为，，两镜间隔为，试确定该系统的焦点和主平面位置。12、置于空气中的两薄凸透镜L1和L2的孔径均为2cm，L1的焦距为3cm，L2的焦距为2cm，L2在L1之后1.5cm，对于平行于光轴入射的光线，求系统的孔径光阑、入射光瞳和出射光阑。复习习题二1、人眼前一小物体，距人眼25cm，今在人眼和小物体之间放置一块平行平面玻璃板，玻璃板的折射率为1.5 ，厚度为5mm。试问此时看小物体相对它原来的位置移动多远？2、两个平面镜之间的夹角为0，30，45，60，90，120，180，而物体总是放在两镜的角等分线上，试分别求出像的个数。3、试计算如图所示的全反射棱镜（n=1.6），在实现光路转折过程中的光能损失百分之多少？假定介质是无吸收。4、组成厚透镜的两个球面的曲率半径分别为4.00cm和6.00cm，透镜的厚度为2.00cm，折射率为1.5。一物点放在曲率半径为4cm的球表面前8cm处，求像的位置．5、在报纸上放一个