完整版光学仪器基本原理习题及答案Word格式文档下载.docx
- 文档编号:16002326
- 上传时间:2022-11-17
- 格式:DOCX
- 页数:20
- 大小:28.98KB
完整版光学仪器基本原理习题及答案Word格式文档下载.docx
《完整版光学仪器基本原理习题及答案Word格式文档下载.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《完整版光学仪器基本原理习题及答案Word格式文档下载.docx(20页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
当s=﹣25cm时s=﹣100cm﹦﹣1m
11
14ss1.000.25
3D300度
3.一照相机对准远物时,底片距物镜
㎝,求目的物在镜前的最近距离?
18㎝,
当镜头拉至最大长度时,底片与物镜相距
20
0.18m.
0.20m
照相机成像公式:
0.18
0.20
0.556
s1.8m
目的物在镜前的最近距离为
1.8m
4.两星所成的视角为8′,用望远镜物镜照相,所得两点相距1㎜,问望远镜物镜的焦距
时多少?
16mmf2
4mm
f31.9mms
160mm
u40.0667
已知60l1mm0.001ml0.001
f0.8594m
tanutan0.667
5.一显微镜具有三个物镜和两个目镜。
三个物镜的焦距分别为16㎜、4㎜和⒈9㎜,两个
目镜的放大本领分别为5和10倍。
设三个物镜造成的象都能落在象距为160㎜处,问这显微镜的最大和最小的放大的放大本领各为多少?
M110M210
M目
因为放大本领
分别计算:
116mm
160
16
550
16mmM目
10
100
4mmM目
5200
14mm
10400
1.9mmM目
1.9
5421.01
1.9mmM目10
842.10
显微镜Mmin
50Mmax
目镜焦距为2㎝,两镜间距为22㎝。
观察者看到的象在无
6.一显微镜物镜焦距为0.5㎝,穷远处。
试求物体到物镜的距离和显微镜的放大本领。
已知:
显微镜f物0.5cm.
目2cmL22cm
sf物0.5cm
25L
2522
f1f20.52
550
8.已知望远镜物镜的边缘即为有效光阑,试计算并作图求入射光瞳和出射光瞳的位置。
解:
有效光阑是在整个光具组的最前面,所以入射光瞳和它重合,其大小就是物镜的口径,位置就是物镜所在处。
而有效光阑对于后面的光具组所成的像即为出射光瞳,即l1对l2成的像为出射光瞳
1
又-s
f'
1(f
2),f'
1f2,而s'
f'
2s
2f'
f
s'
s
f2f'
1y'
s'
y
f2y
2y
即
s
,s
9.组成题4.9图的简单望远镜中各薄透镜的参数为L1:
f1=10㎝,D1=4㎝;
L2:
f2=2㎝,D2=1.2
㎝;
L3:
f3=2㎝,D3=1.2㎝.计算该系统出射光瞳的位置和大小。
10cm2cm
D2
D3
D1
L2
L3
题4.9图
已知f1
10cm
4cm
f2cmD2
1.2cmf2cm
D31.2cm
望远镜中物镜是
有效光阑和入射光瞳,
它被后面光具组
O2和O3共轴组成
所成的像为出
射光瞳
由逐次成像得:
s2
f2
s3
f3
由图示题意得:
s22cmf2
f32cm
s22
2
22
s32
2cm4mm
即出射光瞳在3右方4mm处。
其大小为
d
f3d1
8mm
f11
讨论分析:
O2的作用:
O2位于O1后焦面上。
将望远镜观测物无穷远来的光会聚成一点。
成为O3在物焦平面上的物点,成为O3的物镜,分别把宽光束变成细光束。
10.有一光阑直径为5㎝,放置在薄透镜后3㎝处。
透镜的焦距为5㎝,孔径为6㎝。
现有一高为3㎝的物PQ置于透镜前12㎝处。
要求:
⑴计算对主轴上P点的入射光瞳和出射光瞳的大小和位置;
⑵找到象的位置;
⑶作光路图。
y3cms12cmD16cm光阑孔径D5cmf5cm
sf
12
60
8.571cm
薄透镜成像:
7
3
15
yy
cm
像方:
依题意分析,在透镜后
3cm处有效光阑的孔径为D,根据相似三角形对应边成比例的关系
65.57
8.57
3.90cm
68.578.57
D8.5735.57
而实际光阑的孔径为5cm。
所以现有小光阑AB对光束不加限制,不是有效光阑。
只有透镜为有效光阑。
透镜本身是入射光瞳也是出射光瞳。
11.题4.11图中的H、H'
为光具组的主点,F、F'
为焦点,E为对于物点P的入射光瞳,EO为其半径。
已知EO=2㎝,HP=20㎝,HF=15㎝,HO=5㎝,H′F′=15㎝,HH′=5㎝,物长PQ=0.5㎝。
作光路图并计算:
⑴象的位置;
⑵象长;
⑶入射孔径角;
⑷P点
的出射光瞳半径和出射孔径角。
(2)
(3)
(4)
(1)s1
y'
s1
题4.11图
H'
F'
?
O'
f1
s,所以EO2-1PO-1u=tg-1=tg-1
111
s2s2f2
所以出射光瞳的位置:
出射光瞳半径:
出射光瞳孔径角:
其中
P'
=15cm,s=-20cm,所以s'
1=60cm,
y1
s1=-1.5
35
15cm
s2HO5cm
7.5cm
E'
R=
u'
tg
2s'
2y2
1E'
tg
3cm
13
67.52°
32′
267.5cm
12.一灯(可认为是点光源)悬在圆桌中央的上空,桌的半径为
最大的照度,灯应悬在离桌面中心多高出?
R,为了使桌的边缘能得到
设灯应悬在离桌面中心的高度为
h,半径为
R的桌的边缘能得到最大的照度。
E
由照度公式
Icos
l2
h2
r2
h
cos
l
Ih
E22h2R2l
h2R22
R22
为求最大值令
dE
dh
IR22h2h2R2h2R2
R22h20
13.焦距为20㎝的薄透镜,放在发光强度为15cd的点光源之前30㎝处。
在透镜后面80㎝处放一屏,在屏上得到明亮的圆斑。
求不计透镜中光的吸收时,圆斑的中心照度。
f120cmI
RRs
15cd
30cmR80cm
由薄透镜成像公式
:
f可知发光点P经薄透镜L成的像点P位于
sf20
30
600
60cm
sf203010
设透镜面积为S,通过透镜的光通量为,依题意得,
设透镜对物亮点
P张的立体角为d,亮斑对象点P张的立体角为d
。
由照度定义可知:
Id
IR02
R2
IR2
IRR22
602
302
154
60cd
0.202
1500lx
0,cos
14.一长为5㎜的线状物体放在一照相机镜头前50㎝处,在底片上形成的象长为1㎜。
若
底片后移1㎝,则象的弥散斑宽度为1㎜。
试求照相机镜头的F数。
已知s50cmy5mm0.5cmy1mm0.1cm
底片后移s1cm,像的弥散斑宽度d1mm0.1cm
df
ysy
0.1
0.5
50
sy
5010
6
f
ss
1050
500
dd
由图示可知三角形相似的关系有
101cm
F
8.33cm
15.某种玻璃在靠近钠光的黄色双谱线(其波长分别为589nm和589.6nm)附近的色散率
dn/dλ为﹣360㎝﹣1,求此种玻璃制成的能分辨钠光双谱线的三棱镜,底边宽度应不小于多
少?
钠光双线
15890A,25896A
dn
360cm
BC
BC为
棱镜底边宽
度589.65890.6nm
dn0.63602.73cmd
16.设计一块光栅,要求⑴使波长
600nm的波长第二级谱线的衍射角小于
30°
,并能分辨
其0.02nm的波长差;
⑵色散尽可能大;
⑶第三级谱线缺级。
求出其缝宽、缝数、光栅常量
和总宽度。
用这块光栅总共能看到600nm的几条谱线?
600n
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 完整版 光学仪器 基本原理 习题 答案