超星应用光学_4章节答案(学习通2023课后作业答案)

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第一章 几何光学基本原理

第一章作业

1、超星请举出一些光学系统以及它们相应应用的应用业答例子。

2、光学平行光束的章节波面怎么表示？请举出一些平行光束的应用例子。

3、答案请叙述折射定律的学习基本内容。

4、通课在设计一些光学系统时，后作我们可能会采用反向光路进行设计，超星为什么？

5、应用业答在采用直角棱镜来实现全反射时，光学为什么要确定全部入射光束是章节否都能发生全反射？

6、请解释正透镜和负透镜的答案功能和差别。

7、学习什么叫“共轭”？

8、通课如果一个光学系统所成的是一个虚像，你怎么确定这个虚像的位置？或者你怎么来探测这个虚像的位置？

9、反射式二次曲面在什么条件下才能够成理想像？

10、什么叫基点？什么叫基面？它们有什么特点？

第二章 共轴球面系统的物像关系(1)

第二章作业（1）

1、有一放映机，使用一个凹面反光镜进行聚光照明，光源经过反光镜反射以后成像在投影物平面上。光源长为10mm，投影物高为40mm。要求光源像等于投影物高，反光镜离投影物平面距离为600mm，求该反光镜的曲率半径。

2、一玻璃棒（n=1.5），长500mm，两端面为半球面，半径分别为50mm和100mm，一箭头高1mm，垂直位于左端球面顶点之前200mm处的轴线上，如图3-2。试求： ①箭头经玻璃棒成像后的像距为多少？ ②整个玻璃棒的垂轴放大率为多少？

3、凹面反射镜半径为-400㎜，物体放在何处成放大两倍的实像？放在何处成放大两倍的虚像？

4、一凹球面反射镜浸没在水中，物在镜前300㎜，像在镜前90㎜，求球面反射镜的曲率半径和焦距。

第二章 共轴球面系统的物像关系(2)

第二章作业（2）

1、试用作图法，对位于空气中的正/负透镜组分别对位于一下物距的物平面： -∞，-2 f ’ ，- f ’ ，- f ’/ 2，0， f ’ / 2， f ’ ，2 f ’ ， ∞ 求像平面位置。

2、已知照相物镜的焦距 f ’ =75mm，被摄景物位于距离x= -∞，-10m，-8m，-6m，-4m，-2m处，试求照相底片应分别放在离物镜的像方焦面多远的地方？

3、显微镜物镜放大率为0.5，焦距f’=-f=200，试求：工作距离（物平面到物镜的距离）以及物像之间的距离。

4、一光源位在f′=30㎜的透镜前40㎜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？

5、一架幻灯机的投影镜头f′=75㎜，当屏由8m移至10m时，镜头需移动多少距离？方向如何？

第二章 共轴球面系统的物像关系（3）

测验1

1、折射率与光速的关系是什么？
A、n1/n2=v1/v2
B、n1/n2=v2/v1
C、n1n2=v1v2
D、n=v/c

2、物方焦点与什么相共轭？
A、像方焦点
B、像方主点
C、无限远轴上物点
D、无限远轴上像点

3、下列说法正确的是？
A、理想光学系统中物像相似。
B、主平面与节平面重合。
C、正透镜成实像，负透镜成虚像。
D、一束与光轴成一定夹角的平行光入射，成像在像平面轴外同一点。

4、垂轴放大率、轴向放大率和角放大率的关系？
A、垂轴放大率=轴向放大率/角放大率
B、垂轴放大率=轴向放大率X角放大率
C、轴向放大率=垂轴放大率X角放大率
D、角放大率=轴向放大率X垂轴放大率

5、物方焦距与像方焦距的关系？
A、f=f'
B、f=-f'
C、f/f'=n/n'
D、f/f'=-n/n'

第三章 眼睛和目视光学系统

第三章作业

1、当进入已开演的电影院是看不清周围的人和座位，为什么过一会儿就能看清了？当白天走出电影院时感觉光特别强，这是为什么？

2、对于正常人来说，观察前方1m远的物体，问眼睛需要调节多少视度？

3、如果要求测微目镜的目镜的对准精度为0.001mm，使用夹线对准（对准精度10″），试问需采用多大焦距的测微目镜？

4、已知显微镜的视放大率为-300，目镜的焦距为20mm，求显微镜的物镜倍率？

第四章 平面镜棱镜系统

第四章作业

1、单个平面镜成像有哪些性质？

2、平面镜棱镜系统的主要作用？

3、直角棱镜的口径为29.33，材料折射率为1.5，求其相当空气层厚度？

第五章 光学系统中成像光束的选择

第五章作业

1、什么叫“孔径光阑”？ 什么叫“视场光阑”？

2、什么叫场镜？场镜的作业是什么？

3、什么叫景深，景深与相对孔径和焦距有什么关系

4、有一个红外望远镜，通光口径D=25mm，焦距为f'=100mm，视场2ω=6°，问： 若不加场镜应选多大尺寸的探测器件 若探测器件的光敏面为口径3mm，需要在物镜的像方焦平面上设置一块场镜，问场镜的口径和焦距为多少？

第六章 辐射度学和光度学基础(1)

第六章 辐射度学和光度学基础(1)作业

1、什么叫人眼的视见函数？

2、什么叫出射度？什么叫光照度？什么叫全扩散表面?

3、有一个均匀磨砂球形灯，他的直径为17cm，光通量为200lm，求该球形灯的光亮度？

第六章 辐射度学和光度学基础(2)

第6章 辐射度学和光度学基础(2)作业

1、已知220V60W的充气钨丝灯泡均匀发光，辐射的总光通量为900Lm，求该灯泡的光视效能和发光强度

2、在桌面OB上方有一盏100W钨丝充气灯泡P，光源在各方向均匀发光，灯泡可在垂直桌面方向上下移动，问灯泡离桌面多高时，B点处的光照度最大？该光照度等于多大？

3、有一均磨砂球形灯，它的直径为17cm，光通量为200lm，求该球形灯的光亮度。

第七章 光学系统成像质量评价

第7章 光学系统成像质量评价

1、检验实际光学系统成像质量的常用方法有哪几种？

2、在光学系统设计阶段评价成像质量的方法有哪几种？

3、么叫共轴光学系统的子午面和弧矢面？对于整个共轴光学系统只有一个子午面和一个弧矢面的说法对吗？为什么？

4、周视瞄准的出瞳直径为4mm，视放大率为3.7倍，求周视瞄准镜的分辨率。

5、某口径为1m的天文望远镜，能分辨的最小角度为0.14``。如果雷达使用的无线电波波长为5mm，要得到0.14``的分辨率，雷达天线尺寸需要多大？

6、有一架显微镜，视放大率为45倍，出瞳直径为2mm，问显微镜物镜的理想分辨率多大？(假定波长为555nm)

应用光学期末测评

应用光学期末测评

1、满足全反射的两个条件是什么？
A、a. 表面为平面，正入射
B、b. 从空气入射到玻璃，入射角大于临界角
C、c. 从玻璃入射到空气，入射角大于临界角
D、d. 从玻璃入射到空气，入射角小于临界角

2、什么像称为理想像？
A、a. 物垂直于光轴，像也垂直于光轴
B、b. 物位于光轴上部，像位于光轴下部
C、c. 符合点对应点、平面对应平面、直线对应直线关系的像
D、d. 物和像符合放大缩小一致关系的像

3、像方焦点和物方焦点所对应的共轭点分别位在什么地方？
A、a. 像方焦点和像方主点共轭，物方焦点和物方主点共轭
B、b. 像方焦点和无限远轴上像点共轭，物方焦点和无限远轴上物点共轭
C、c. 像方焦点和物方焦点共轭，物方焦点和像方焦点共轭
D、d. 像方焦点和无限远轴上物点共轭，物方焦点和无限远轴上像点共轭

4、单个折射球面的主点位置在什么地方?
A、a. 在折射球面顶点处
B、b. 在折射球面球心处
C、c. 在折射球面顶点和球心的中心点处
D、d. 在折射球面二倍焦距处

5、5. 在空气中，垂轴放大率β、轴向放大率α和角放大率γ有什么关系？
A、a. β=αγ
B、b. α=βγ
C、c.γ=αβ
D、d. β=α/γ

6、人眼对两个点和对两条直线的分辨率分别是多少？
A、a.60”，10”
B、b. 10”，60”
C、c. 20”，5”
D、d. 1”，5”

7、望远镜的视放大率Г和垂轴放大率β之间有什么关系？
A、a.Г=βα
B、b.γ=Гβ
C、c.Г=1/β
D、d.β=10Г

8、为保证棱镜和共轴系统组合后的共轴性，棱镜必须满足哪两个要求？
A、a. 棱镜必须采用冕玻璃，棱镜入射面和出射面必须垂轴
B、b. 棱镜的斜面如果不能发生全反射则必须镀膜，棱镜前表面必须和光轴垂直
C、c. 棱镜必须位在物镜的后面，棱镜前后两个表面必须垂直于光轴
D、d. 棱镜展开以后必须是一块平行玻璃板，如果棱镜位在非平行光路中则前后两个表面必须垂直于光轴

9、什么叫孔径光阑？什么叫视场光阑？
A、a. 限制成像光束口径的光阑叫做孔径光阑，限制成像范围的光阑叫做视场光阑
B、b. 望远镜物镜框称为孔径光阑，照相物镜后面的可变光阑称为视场光阑
C、c. 孔径光阑就是系统中口径最大的那个元件的口径，视场光阑就是分划板口径
D、d. 孔径光阑就是入射口径最大的孔，视场光阑就是物方视场角最大的那个元件

10、通过望远镜观察发光点和发光面，与人眼直接观察时分别有什么差别？
A、a. 通过望远镜观察发光点与人眼直接观察相比，主观光亮度下降；通过望远镜观察发光面与人眼直接观察相比，主观光亮度上升。
B、b. 通过望远镜观察发光点与人眼直接观察相比，主观光亮度上升；通过望远镜观察发光面与人眼直接观察相比，主观光亮度下降。
C、c. 通过望远镜观察发光点与人眼直接观察相比，主观光亮度不变；通过望远镜观察发光面与人眼直接观察相比，主观光亮度上升。
D、d. 通过望远镜观察发光点与人眼直接观察相比，主观光亮度上升；通过望远镜观察发光面与人眼直接观察相比，主观光亮度不变。

11、1. 提高显微镜的衍射分辨率的方法有
A、a. 采用更短的工作波长
B、b. 增大物方的孔径角
C、c. 增大物空间的折射率
D、d. 增大物镜和目镜的距离

12、2. 在空气中，物方焦距和像方焦距有什么关系?
A、a. 物方焦距和像方焦距绝对值相等
B、b. 物方焦距大于像方焦距
C、c. 物方焦距小于像方焦距
D、d. 物方焦距和像方焦距符号相反

13、光束和其对应的波面的关系为
A、a. 同心光束对应的波面为球面，平行光束对应的波面为平面
B、b. 同心光束对应的波面为平面，平行光束对应的波面为球面
C、c. 光束垂直于对应的波面
D、d. 同心光束对应的波面为椭球面，平行光束对应的波面为双曲面

14、屋脊面或屋脊棱镜的概念为
A、a. 屋脊面或屋脊棱镜的作用是在改变主截面内成像方向的前提下，增加一次反射，使物像相似
B、b. 屋脊面就是把一个反射面变为互相垂直的两个反射面，含有屋脊面的棱镜称为屋脊棱镜
C、c. 屋脊面或屋脊棱镜的作用是同时改变主截面内以及垂直于主截面内的成像方向的前提下，增加一次反射，使物像相似
D、d. 屋脊面或屋脊棱镜的作用是在不改变主截面内成像方向的前提下，增加一次反射，使物像相似

15、用作图法求光学系统的理想像时通常采用的特殊光线为
A、a. 过轴外物点平行于光轴入射的光线，通过光学系统后过像方焦点
B、b. 过轴外物点和物方焦点入射的光线，通过光学系统后平行于光轴出射
C、c. 过轴外物点和物方节点入射的光线，通过光学系统后过像方节点
D、d. 过轴外物点和物方主点入射的光线，通过光学系统后过像方焦点

16、一个显微镜系统，目镜视放大率为15，物镜垂轴放大率为-3，则有
A、a. 视放大率为45
B、b. 目镜的焦距为16.667mm
C、c. 显微镜的数值孔径为0.5
D、d. 显微镜的数值孔径为0.09

17、投影系统由哪几个部分组成？
A、a. 衍射光栅
B、b. 非球面
C、c. 照明系统
D、d. 投影物镜

18、轴上像点与轴外像点的光照度之间存在什么关系？
A、a. 轴上像点光照度小于与轴外像点的光照度。
B、b. 轴上像点光照度等于轴外像点的光照度。
C、c. 轴上像点光照度大于轴外像点的光照度。
D、d. 轴外像点与轴上像点的光照度之比等于像方视场角余弦的四次方。

19、有一照相物镜透过率为0.64，F制光圈数为2.8，和对应的T制光圈数的关系为
A、a. F制光圈的相对孔径大于T制光圈数的相对孔径
B、b. F制光圈的相对孔径小于T制光圈数的相对孔径
C、c. F制光圈的相对孔径和T制光圈数的相对孔径一样，所不同的是焦距
D、d. T制光圈为1/3.5

20、余弦辐射体和全扩散表面的概念为
A、a. 符合辐射通量余弦定律的辐射体叫做余弦辐射体
B、b. 符合发光强度余弦定律的辐射体叫做余弦辐射体
C、c. 被照明表面在各个方向上的光亮度都相同，则称为全扩散表面
D、d. 符合辐射出射度余弦定律的辐射体叫做余弦辐射体，被照明表面在各个方向上的发光强度都相同，则称为全扩散表面

21、近视眼要佩戴正光焦度的眼镜，眼镜的焦距等于近点距离 。

22、如果已知一个光学系统的结构参数r. d. n等，要求出系统的主平面和焦点，可以追迹一条平行光轴入射的平行光，通过系统后与光轴的交点即像方焦点，延长入射和出射光线，其交点位在像方主平面上，反转系统，物方主平面和物方焦点同样可求出。

23、两衍射像所能分辨的最小间隔叫理想光学系统的衍射分辨率，它与波长和像方折射率以及像方孔径角有关。

24、显微镜物镜的衍射分辨率与波长和数值孔径有关，提高显微镜的衍射分辨率，可以减小折射率，减小孔径角，增大波长。

25、平行玻璃板只是使像平面位置发生移动，但同时会改变并影响系统的光学特性。

26、场镜通常位在光学系统中成实像面的地方，它不影响光学系统的特性，只改变光束的位置。

27、像方远心光路的特点是孔径光阑位在物方焦平面处，出瞳在无限远，出射的主光线与光轴平行出射。

28、显微镜中，物体经物镜第一次放大成一个虚像，然后经过目镜第二次放大成一个实像，两次放大，获得很高的视放大率。

29、光亮度的含义是单位投影面积单位立体角内发出的光通量。

30、柯勒照明的特点是光源成像在投影物镜的入瞳处，临界照明的特点是光源成像在被投影物体上。

31、如果要求照相物镜的目视分辨率为每毫米1500线对，则该照相物镜的F数应为

32、对同一个透镜，红光的波长长，紫光的波长短，因此，红光的焦距（ ），而紫光的焦距（ ）。

33、如果忽略能量损失，则光束在其行进路径上，不点处的（）是相同的

34、偶数个平面反射镜成像，则物像（），奇数个平面反射镜成像，则成（），单个平面镜绕着和入射面垂直的轴转动α角，反射光线和转动前的反射光线之间的夹角将改变为（）。

35、望远系统的视放大率和垂轴放大率与（）的位置无关，只与物镜和目镜的（）有关。

36、对于一个位于空气中垂轴放大率=－2的薄透镜，将物体向右移动0.01毫米，则像将向（）方移动，移动量为（）毫米。

37、（）放大率等于1的一对共轭面称为主平面；（）放大率等于1的一对共轭面称为节平面。

38、一条纹恰好位于一玻璃球的中心，经玻璃球折射后，其共轭像位于（）处，像的方向与物的方向相（）。

39、已知一周视瞄准镜出瞳直径为4mm，视放大率3.7，问此周视瞄准镜的衍射分辨率为（）

40、某些测量显微镜为消除因物平面位置不准确而造成的像平面位置误差，采用( )远心光路，将孔径光阑放在物镜的( )上。而某些用于大地测量的显微镜，为了消除像平面与标尺分划刻线面不重合造成的误差，常采用孔径光阑位于物镜( )上的( )远心光路

学习通应用光学_4

在前面的学习中，我们已经了解了光学的基本概念和知识点，以及常见的光学仪器。本次学习将深入探讨光学的高级知识，包括干涉、衍射和激光等内容。

一、干涉

干涉是光学中的一个重要现象，指两束或多束光线相遇时产生的互相干涉的现象。其中，相干光是干涉的前提条件，而相干光是指具有固定相位关系的光波。

干涉现象的应用非常广泛，例如在波导光栅中，利用光的干涉原理可以实现光的全息记录和再现，同时也可以应用于干涉仪、干涉过滤器、反射镜等领域。

二、衍射

衍射是光波在物体边缘或光阑中遇到障碍物后经过折射、反射、绕射等现象而产生的波前扰动和波面弯曲的现象。

衍射现象的应用也非常广泛，例如在显微镜、望远镜中，利用衍射现象可以提高其分辨率和清晰度，而在光学记录中，基于衍射原理的光栅技术可以实现光学信息的存储和处理。

三、激光

激光是一种高度定向和高度单色性的光源，具有相干性、高亮度和狭窄的线宽等特点。

激光的应用广泛，包括激光打印、激光切割、光纤通信、激光医疗等领域。其中，激光在医学领域的应用尤为重要，例如激光手术、激光检查等，已经成为现代医学的重要手段。

四、结语

本次学习深入了解了光学中的高级知识，包括干涉、衍射和激光等内容。通过学习，我们可以更好地理解光学的基本原理和应用，为今后的学习和实践打下坚实的基础。

学习通应用光学_4

在前面的学习中，我们已经了解了光学的基本概念和知识点，以及常见的光学仪器。本次学习将深入探讨光学的高级知识，包括干涉、衍射和激光等内容。

一、干涉

干涉是光学中的一个重要现象，指两束或多束光线相遇时产生的互相干涉的现象。其中，相干光是干涉的前提条件，而相干光是指具有固定相位关系的光波。

干涉现象的应用非常广泛，例如在波导光栅中，利用光的干涉原理可以实现光的全息记录和再现，同时也可以应用于干涉仪、干涉过滤器、反射镜等领域。

二、衍射

衍射是光波在物体边缘或光阑中遇到障碍物后经过折射、反射、绕射等现象而产生的波前扰动和波面弯曲的现象。

衍射现象的应用也非常广泛，例如在显微镜、望远镜中，利用衍射现象可以提高其分辨率和清晰度，而在光学记录中，基于衍射原理的光栅技术可以实现光学信息的存储和处理。

三、激光

激光是一种高度定向和高度单色性的光源，具有相干性、高亮度和狭窄的线宽等特点。

激光的应用广泛，包括激光打印、激光切割、光纤通信、激光医疗等领域。其中，激光在医学领域的应用尤为重要，例如激光手术、激光检查等，已经成为现代医学的重要手段。

四、结语

本次学习深入了解了光学中的高级知识，包括干涉、衍射和激光等内容。通过学习，我们可以更好地理解光学的基本原理和应用，为今后的学习和实践打下坚实的基础。