工程光学习题参考解答第三章平面和平面系统.doc

第三章 平面与平面系统 1. 人照镜子时，要想看到自己的全身，问镜子要多长？人离镜子的距离有没有关系？ ?? 解： ??????????????????????? 镜子的高度为1/2人身高，与前后距离无关。 解： 同理： 中  答：α角等于60。 3. 如图3-4所示，设平行光管物镜L的焦距=1000mm，顶杆离光轴的距离a =10mm。如果推动顶杆使平面镜倾斜，物镜焦点F的自准直象相对于F产生了y =2mm的位移，问平面镜的倾角为多少？顶杆的移动量为多少？ 解： 图3-4 4. 一光学系统由一透镜与平面镜组成，如图3-29所示。平面镜MM与透镜光轴垂直交于D 点，透镜前方离平面镜600mm有一物体AB，经透镜与平面镜后，所成虚像至平面镜的距离为150mm,且像高为物高的一半，试分析透镜焦距的正负，确定透镜的位置与焦距，并画出光路图。 图3-29 习题4图 解： 由于平面镜性质可得及其位置在平面镜前150mm处 为虚像,为实像 则 解得 又-= 答：透镜焦距为100mm。 5．如图3-30所示，焦距为=120mm的透镜后有一厚度为d =60mm的平行平板，其折射率n =1.5。当平行平板绕O点旋转时，像点在像平面内上下移动，试求移动量△与旋转角φ的关系，并画出关系曲线。如果像点移动允许有0.02mm的非线形度，试求φ允许的最大值。 图3-30 习题5图 解： （1） 由图可知 == = = = (2) 考虑斜平行光入射情况不发生旋转时 当平行板转过φ角时 = = = ] 6. 用焦距=450mm的翻拍物镜拍摄文件,文件上压一块折射率n=1.5,厚度d=15mm的玻璃平板,若拍摄倍率β=-1试求物镜主面到平板玻璃第一面的距离。 解： 又A与A是一对共轭点（关于O） 答：物镜主面到平板玻璃第一面的距离为890mm。 7. 试判断如图3-31所示各棱镜或棱镜系统的转像情况，设输入为右手系，画出相应输出坐标系。 x y z 8.试画出图3-12所示直角棱镜与图所示斜方棱镜的展开图。设30直交棱镜的口径等于斜边棱镜的一半，斜方棱镜的口径等于直角边，分别求出这两种棱镜的结构参数。 9.试画出图3-31所示列曼棱镜、图中阿贝棱镜P与图3-18所示别汉棱镜的展开图。 10. 棱镜折射角α =,c光的最小偏向角,试求棱镜光学材料的折射率。 解： 答：光学材料的折射率为1.58998。 11. 白光经过顶角α=的色散棱镜,n =1.51的色光处于最小偏向角。试求其最小偏向角及n =1.52的色光相对于n =1.51的色光间的夹角。 解： sin 答：所求夹角为。 12.如图3-32所示，图a表示一个单光楔在物镜前移动;图b表示一个双光楔在物镜前相对转动；图c表示一块平行平板在物镜前转动。问无限远物点通过物镜后所成像点在位置上有什么变化？ 图3-32 习题12图 13.如图3-33所示，光线以45角入射到平面镜上反射后通过折射率n