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1、课堂练习一（第一、二章）课堂练习一（第一、二章）一、名词解释：一、名词解释：物空间、像空间，共轴球面系统，近轴成像条件，垂轴放大率物空间、像空间，共轴球面系统，近轴成像条件，垂轴放大率二、多项选择二、多项选择1 1、下列各种情况中，经光学元件能完善成象的有、下列各种情况中，经光学元件能完善成象的有A A、C C。.有限大小的物置于平面镜前有限大小的物置于平面镜前 .平行光射向球面反射镜平行光射向球面反射镜 .旋转椭球面一焦点处放置一点光源旋转椭球面一焦点处放置一点光源 .有限大小的物置于薄透镜前有限大小的物置于薄透镜前 、关于大、小公式组，下列说法中正确的有、关于大、小公式组，下列说法中正确的

2、有A A、C C、D D。.大公式组是严格成立的，小公式组只有在近轴条件下才适用；大公式组是严格成立的，小公式组只有在近轴条件下才适用；.大公式组是推导小公式组的中间过程，在光学计算中无实际用途；大公式组是推导小公式组的中间过程，在光学计算中无实际用途；.大公式组反映实际光线轨迹情况，小公式组反映理想成象情况；大公式组反映实际光线轨迹情况，小公式组反映理想成象情况；.大公式组多用于象差计算和分析，小公式组多用于求理想象情况。大公式组多用于象差计算和分析，小公式组多用于求理想象情况。、下列各情况中，确切满足近轴成象条件的光线有、下列各情况中，确切满足近轴成象条件的光线有B B。.有限远轴上物点发

3、出的细光束光线有限远轴上物点发出的细光束光线 .近轴物点发出的小孔径角光线近轴物点发出的小孔径角光线 .无限远轴上物点发出的宽光束光线无限远轴上物点发出的宽光束光线 .宽口径平行光线宽口径平行光线工程光学课堂练习部分参考答案工程光学课堂练习部分参考答案、用大、小公式组进行球面系统光路计算时，其截距过渡公式、用大、小公式组进行球面系统光路计算时，其截距过渡公式B B。.在近轴条件下严格成立，非近轴条件下近似成立；在近轴条件下严格成立，非近轴条件下近似成立；.在近轴及非近轴条件下均严格成立。在近轴及非近轴条件下均严格成立。6 6、平行光轴的近轴光线，经半径为、平行光轴的近轴光线，经半径为r r的球

4、面折射，其像象方截距的球面折射，其像象方截距l l为为C C。A.nr/(n A.nr/(n-n)B.-nr/(n-n)B.-nr/(n-n)C.n-n)C.nr/(nr/(n-n)D.-n-n)D.-nr/(nr/(n-n)-n)7 7、一物点位于球面反射镜前、一物点位于球面反射镜前200mm200mm处，成虚象于镜后处，成虚象于镜后600mm600mm处，则该球面的曲率半径处，则该球面的曲率半径 为为D D。A.600mm B.300mm C.-300mm D.-600mm A.600mm B.300mm C.-300mm D.-600mm三、正误判断三、正误判断、()()如果分界面为曲面

5、，则入射光线、反射光线和分界面上入射点处如果分界面为曲面，则入射光线、反射光线和分界面上入射点处 的法线三者不在同一平面内。的法线三者不在同一平面内。、()()光线由光密射向光疏媒质且入射角等于临界角时，光线全部反射。光线由光密射向光疏媒质且入射角等于临界角时，光线全部反射。、()()全反射优于一切镜面反射。全反射优于一切镜面反射。、()()实象可以由屏幕、感光乳胶片及光电探测器来接受和记录，不能实象可以由屏幕、感光乳胶片及光电探测器来接受和记录，不能 为人眼所观察。为人眼所观察。、()()规定光学系统的左右两边分别为物空间和象空间。规定光学系统的左右两边分别为物空间和象空间。、()()光学系

6、统的轴向放大率恒为正值。光学系统的轴向放大率恒为正值。四、计算四、计算1 1、P.17 P.17 第第6 6题题（）2 2、P.17 P.17 第第7 7题题（平面后（平面后17.43 mm处，像高处，像高 mmmm。）。）3 3、在一张报纸上放一平凸透镜，透镜的厚度为、在一张报纸上放一平凸透镜，透镜的厚度为mmmm。当平面朝上时，报纸。当平面朝上时，报纸 上字的虚象在平面下上字的虚象在平面下mmmm处，凸面朝上时，字被放大一倍，求该透镜的处，凸面朝上时，字被放大一倍，求该透镜的 折射率及球面曲率半径。（折射率及球面曲率半径。（n=1.5,r=n=1.5,r=-6-6 mm)mm)4 4、一个

7、玻璃球直径为、一个玻璃球直径为400mm400mm，玻璃折射率为，球中有两个小气泡，一个，玻璃折射率为，球中有两个小气泡，一个 在球心，一个在二分之一半径处。沿两气泡连线方向，在球的两边观察在球心，一个在二分之一半径处。沿两气泡连线方向，在球的两边观察 这两个气泡，它们之间的距离为多少？这两个气泡，它们之间的距离为多少？（从左边观察：（从左边观察：从右边观察：从右边观察：）五、设计与思考五、设计与思考 汽车后视镜通常为球面反射镜，请描述这类反射镜汽车后视镜通常为球面反射镜，请描述这类反射镜 的特点。驾驶时，往往驾驶员更希望水平方向范围的特点。驾驶时，往往驾驶员更希望水平方向范围 更宽，既关注公

8、路轴线附近细节，也需了解远离轴更宽，既关注公路轴线附近细节，也需了解远离轴 线的情况，请根据这种需求设计更适用的后视镜。线的情况，请根据这种需求设计更适用的后视镜。（采用变曲率柱面反射镜）（采用变曲率柱面反射镜）课堂练习二（第三章）课堂练习二（第三章）一、名词解释：一、名词解释：焦点和焦距，主平面和主点，光焦度，光学间隔焦点和焦距，主平面和主点，光焦度，光学间隔二、正误判断二、正误判断、()()理想光学系统的两主点是共轭的，两焦点不共轭。理想光学系统的两主点是共轭的，两焦点不共轭。、()()物体经理想光学系统成像后，其像相对原物是完善和物体经理想光学系统成像后，其像相对原物是完善和 相似的。相

9、似的。、()()整体处于空气中时，理想光学系统的两焦距绝对值相整体处于空气中时，理想光学系统的两焦距绝对值相 等，在其它均匀介质中则不一定。等，在其它均匀介质中则不一定。、()()焦距的概念是在理想光学系统理论中引入的，可在实焦距的概念是在理想光学系统理论中引入的，可在实 际光学系统的近轴区使用。际光学系统的近轴区使用。、()()实际光学系统的近轴区应该是理想光学系统。实际光学系统的近轴区应该是理想光学系统。、()()光学系统的物方焦距和像方焦距总是符号相反。光学系统的物方焦距和像方焦距总是符号相反。7 7、()()使用作图法可以方便地画出光线在实际光学系统中的使用作图法可以方便地画出光线在实

10、际光学系统中的 实际走向。实际走向。三、作图求像三、作图求像 A AFF F FHH H H A AFF F FHH H H A AFF F FHH H H A AFF F FHH H H A AFF F FHH H H A A A AFF F FHH H H A A A AFF F FHH H H A A A AFF F FHH H H A A A AFF F FHH H H A AFF F FHH H H A A A AFF F FHH H H A A A AFF F FHH H H A A HQFF1H1H1F1 F2F2H2H2fFHdQF1H1H1 F1F2F2H2H2d用作图法求以

11、下双光组等效系统的基点、基面用作图法求以下双光组等效系统的基点、基面 四、分析与思考四、分析与思考理想光学系统成像是完善的。由第二章知道，实际光学系统理想光学系统成像是完善的。由第二章知道，实际光学系统在近轴区成像也是完善的。由此可推测：实际光学系统在近在近轴区成像也是完善的。由此可推测：实际光学系统在近轴区应该具备理想光学系统的性质，应该可以找出其主点、轴区应该具备理想光学系统的性质，应该可以找出其主点、焦点和焦距，请分析单个折射球面的情况，将其和理想光学系焦点和焦距，请分析单个折射球面的情况，将其和理想光学系统统一起来，导出实际参数与理想系统参数间的关系。统统一起来，导出实际参数与理想系统

12、参数间的关系。r nCOn由：由：得：得：r nCOnH H H H F F -ff 一、多项选择一、多项选择1 1、一轴外物点，用、一轴外物点，用牛顿物象公式牛顿物象公式计算成象情况时，其物距应为。计算成象情况时，其物距应为。.该物点到物方焦点的距离；该物点到物方焦点的距离；.该物点到物方主点的距离；该物点到物方主点的距离；.第一焦点到该物点在光轴上投影点的距离；第一焦点到该物点在光轴上投影点的距离；.该物点在光轴上的投影点到第二焦点的距离；该物点在光轴上的投影点到第二焦点的距离；、两个相距、两个相距100mm100mm，焦距分别为，焦距分别为100mm100mm和和50mm50mm的薄透镜

13、组成的光学系统，的薄透镜组成的光学系统，其组合系统的焦距为。其组合系统的焦距为。A.100mm B.-100mm C.20mm D.-20mm A.100mm B.-100mm C.20mm D.-20mm、计算多光组基点的方法有。、计算多光组基点的方法有。A.A.双光组两两组合法双光组两两组合法 B.B.正切法正切法 C.C.截距法截距法 D.D.近轴光线法近轴光线法 4 4、透镜的焦距与其因素有关。、透镜的焦距与其因素有关。.前后面曲率半径和间距前后面曲率半径和间距 .材料折射率材料折射率 .所处介质的折射率所处介质的折射率 .通光孔径通光孔径ABCD ABCD A A ABC ABC C

14、 C 课堂练习三（第三章）课堂练习三（第三章）二、计算二、计算1 1、P.42-4 P.42-4 已知一薄透镜把物体放大成已知一薄透镜把物体放大成-3-3倍投影在屏幕上。当透镜向倍投影在屏幕上。当透镜向 物体移近物体移近18mm18mm时，物体将被放大到时，物体将被放大到-4-4倍，试求该薄透镜的倍，试求该薄透镜的焦距焦距。（）2 2、P.42-7 P.42-7 希望得到一个对无限远物体成像的希望得到一个对无限远物体成像的长焦距物镜长焦距物镜，焦距，焦距 f=1200mm=1200mm，物镜第一面顶点到像面的距离，物镜第一面顶点到像面的距离(筒长筒长)L=700mm)L=700mm，系统，系统

15、 最后一面到像面距离最后一面到像面距离(工作距工作距)为为lk k=400mm=400mm，按最简单结构的，按最简单结构的薄透镜薄透镜 考虑，求解系统结构，并画出光路示意图。考虑，求解系统结构，并画出光路示意图。（）3 3、一系统由三片薄透镜组成，、一系统由三片薄透镜组成，f1 1=100mm=100mm，f2 2=50mm=50mm，f3 3=-50mm=-50mm，d d1 1=10mm=10mm，d d2 2=10mm=10mm，求该系统的等效理想系统的，求该系统的等效理想系统的焦距焦距和和基点参数基点参数。（）三、思考三、思考1 1、如图所示，某一镜头由两组共、如图所示，某一镜头由两组

16、共8 8片透镜组成，请问用什么方法求该片透镜组成，请问用什么方法求该 镜头的焦距和基点较为方便。镜头的焦距和基点较为方便。H H1 1 H H1 1 H H2 2 H H2 2 H H3 3 H H3 3 H H4 4 H H4 4 H H5 5 H H5 5 H H6 6 H H6 6 H H7 7 H H7 7 H H8 8 H H8 8 H H9 9 H H9 9 H H10 10 H H1010 正切法正切法 写出每一球面写出每一球面 的的 fi、fin n1 1 n n2 2 n n3 3 n n4 4 n n5 5 n n6 6 n n7 7 n n8 8 n n9 9 n n10

17、10 n n1111 课堂练习四（第四章）课堂练习四（第四章）一、名词解释：一、名词解释：镜像和一致像，反射棱镜的棱、脊和主截面，结构常数镜像和一致像，反射棱镜的棱、脊和主截面，结构常数 二、简述二、简述 反射棱镜的主要作用有哪些反射棱镜的主要作用有哪些？屋脊棱镜有何特殊作用？屋脊棱镜有何特殊作用？（转像、倒像，折转光轴，加长光轴，缩短仪器尺寸等；（转像、倒像，折转光轴，加长光轴，缩短仪器尺寸等；在不改变主截面方向的情况下，增加一次反射，便于成一致像）在不改变主截面方向的情况下，增加一次反射，便于成一致像）三、正误判断三、正误判断 1 1、()()平行平板是能成完善象的光学零件。平行平板是能成

18、完善象的光学零件。2 2、()()光轴必须和入射面及出射面垂直，这是所有棱镜的光轴必须和入射面及出射面垂直，这是所有棱镜的 设计要求之一。设计要求之一。3 3、()()奇数个薄透镜成镜像，偶数个薄透镜成一致像。奇数个薄透镜成镜像，偶数个薄透镜成一致像。4 4、()()反射棱镜具有倒反射棱镜具有倒(转转)像、折转和缩短光轴的作用。像、折转和缩短光轴的作用。三、作图求像的方位三、作图求像的方位 xyzxyzxyzxyzxyzxyzxyzxyzzxyxyz普罗普罗 I 型型 别汉棱镜别汉棱镜 四、设计四、设计1 1、显微镜显微镜为了观察方便，常引入光轴转向棱镜。现要求光轴为了观察方便，常引入光轴转向

19、棱镜。现要求光轴 方向改变方向改变4545。试设计一个反射棱镜。试设计一个反射棱镜(或组合或组合)实现该目的。实现该目的。（可选方案之一为：斯密特屋脊棱镜）（可选方案之一为：斯密特屋脊棱镜）2 2、单镜头反光相机单镜头反光相机要求平视取景，请设计一由平面镜、棱镜要求平视取景，请设计一由平面镜、棱镜 组成的转象系统实现该目的。组成的转象系统实现该目的。（可选方案之一为：五角屋脊棱镜）（可选方案之一为：五角屋脊棱镜）课堂练习五（第五章）课堂练习五（第五章）一、名词解释：一、名词解释：孔径光阑、入瞳和出瞳，视场光阑，渐晕光阑，景深孔径光阑、入瞳和出瞳，视场光阑，渐晕光阑，景深二、多项选择二、多项选择

20、1 1、在凸透镜象方焦面上设置一与凸透镜孔径相同的圆形、在凸透镜象方焦面上设置一与凸透镜孔径相同的圆形 通光孔，则系统的孔径光阑。通光孔，则系统的孔径光阑。A.A.是圆孔是圆孔 B.B.是透镜边框是透镜边框 C.C.不确定，取决于视场大小不确定，取决于视场大小 D.D.不确定，取决于轴上点位置不确定，取决于轴上点位置2 2、针对简单照相机，景深越大。、针对简单照相机，景深越大。.入瞳越小入瞳越小 .焦距越短焦距越短 .被摄物越远被摄物越远 D.D.曝光时间越短曝光时间越短三、正误判断三、正误判断 1 1、()()轴外点充满入瞳光线必能全部通过孔径光阑。轴外点充满入瞳光线必能全部通过孔径光阑。2

21、 2、()()对于整个光学系统，入瞳和出瞳是共轭的。对于整个光学系统，入瞳和出瞳是共轭的。A A、B B、C C D D 五、计算五、计算 1 1、一个对无限远物体成像的光学系统由两薄正透镜组成，、一个对无限远物体成像的光学系统由两薄正透镜组成，两透镜焦距分别为两透镜焦距分别为f 1 1400mm400mm，f 2 2100mm100mm，通光口直径，通光口直径分别为分别为2 21 150mm50mm，2D2D2 220mm20mm，光学间隔为零。在，光学间隔为零。在1 1(2 2)处设置一直径为处设置一直径为16mm16mm的圆孔光阑，请确定该光学系统的孔径的圆孔光阑，请确定该光学系统的孔径

22、光阑、视场光阑和渐晕光阑，并求解系统的入瞳和出瞳。光阑、视场光阑和渐晕光阑，并求解系统的入瞳和出瞳。（物镜（物镜孔径光阑、入瞳，孔径光阑、入瞳，16mm16mm圆孔圆孔视场光阑，视场光阑，渐晕光阑渐晕光阑目镜边框；目镜边框；出瞳直径，出瞳位置：目镜后出瞳直径，出瞳位置：目镜后125mm125mm处。）处。）四、简述四、简述 1 1、光线经折射棱镜折射后，其偏向角与哪些因素有关？、光线经折射棱镜折射后，其偏向角与哪些因素有关？（）2 2、指出孔径光阑三种以上的作用。、指出孔径光阑三种以上的作用。（对景深、像差、分辨率、观察效果、像面光照度等有影响）（对景深、像差、分辨率、观察效果、像面光照度等有

23、影响）3 3、画出单色仪的光学原理示意图，并简要说明工作原理。、画出单色仪的光学原理示意图，并简要说明工作原理。（见教材：）（见教材：）2 2、一焦距和通光孔径均为、一焦距和通光孔径均为40mm40mm的薄放大镜，观察者眼睛的的薄放大镜，观察者眼睛的瞳孔为瞳孔为3mm3mm，眼瞳位于放大镜后，眼瞳位于放大镜后20mm20mm处，物体位于镜前处，物体位于镜前35mm35mm处，求该系统的孔径光阑、入瞳和出瞳的位置和大小。处，求该系统的孔径光阑、入瞳和出瞳的位置和大小。（眼瞳（眼瞳孔径光阑、出瞳；入瞳直径孔径光阑、出瞳；入瞳直径=6mm=6mm，位于放大镜像方焦面处。），位于放大镜像方焦面处。）3

24、 3、一照相机、一照相机镜头，焦距镜头，焦距 f=50mm=50mm，入瞳直径，入瞳直径 2 2a，像面弥散班允许直径像面弥散班允许直径Z，问：，问：(1).(1).调焦于无穷远时，景深为多少？调焦于无穷远时，景深为多少？(2).(2).如何调焦才获得最大景深？如何调焦才获得最大景深？(3).(3).人站在镜头前人站在镜头前4 4米处，怎样调焦才米处，怎样调焦才 能使后面尽可能远的物都清楚？能使后面尽可能远的物都清楚？(4).(4).将入瞳直径调整为多少？才能使得将入瞳直径调整为多少？才能使得 从从4 4米到无穷远的景物都清楚？米到无穷远的景物都清楚？（米米；(2).(2).对准米处调焦，景深

25、为米对准米处调焦，景深为米；(3).(3).对准米处调焦；对准米处调焦；(4).(4).入瞳直径入瞳直径=8=8毫米，对准毫米，对准8 8米处调焦。）米处调焦。）*课堂练习六（第七章）课堂练习六（第七章）一、名词解释：一、名词解释：主光线，第一、二近轴光线，球差，畸变，位置色差主光线，第一、二近轴光线，球差，畸变，位置色差 二、正误判断二、正误判断、()()正负双胶合透镜的目的一定是为校正正负双胶合透镜的目的一定是为校正球差。球差。、()()正弦差是一种特殊的彗差。正弦差是一种特殊的彗差。、()()正弦条件即等晕条件，它是近轴物点与轴上物点具有正弦条件即等晕条件，它是近轴物点与轴上物点具有 同

26、等成象缺陷的充分必要条件。同等成象缺陷的充分必要条件。、()()产生畸变和倍率色差的根本原因是相同的产生畸变和倍率色差的根本原因是相同的。、()()由于色差的存在，即使在近轴条件下，复色光成象也由于色差的存在，即使在近轴条件下，复色光成象也 是不完善的是不完善的。、()()照相机镜头中普遍包含的对称型结构，对彗差、畸变照相机镜头中普遍包含的对称型结构，对彗差、畸变 和倍率色差有良好的校正作用。和倍率色差有良好的校正作用。三、多项选择三、多项选择1 1、下列各类象差中，与视场有关的是，与孔径有关的是。、下列各类象差中，与视场有关的是，与孔径有关的是。.球差球差 .彗差彗差 .畸变畸变 .位置色差

27、位置色差 .倍率色差倍率色差 2 2、-1-1的全对称光学系统常用于消象差。的全对称光学系统常用于消象差。.球差球差 .彗差彗差 .畸变畸变 .位置色差位置色差 .倍率色差倍率色差 3 3、一正薄透镜和一负薄透镜粘合成一胶合透镜，从校正象差方面看，可能、一正薄透镜和一负薄透镜粘合成一胶合透镜，从校正象差方面看，可能 属于消透镜。属于消透镜。.球差球差 .彗差彗差 .畸变畸变 .位置色差位置色差 .倍率色差倍率色差 4 4、小孔径、大视场光学系统一般应校正。、小孔径、大视场光学系统一般应校正。.球差球差 .彗差彗差 .畸变畸变 .位置色差位置色差 .倍率色差倍率色差 5 5、不影响成象清晰度的象

28、差有。、不影响成象清晰度的象差有。.球差球差 .彗差彗差 .畸变畸变 .位置色差位置色差 .倍率色差倍率色差 6 6、在近轴光线条件下仍然存在。、在近轴光线条件下仍然存在。.球差球差 .彗差彗差 .畸变畸变 .位置色差位置色差 .倍率色差倍率色差 BCE BCE BCE BCE AD AD ABD ABD DE DE C C BCE BCE 课堂练习七（第八章）课堂练习七（第八章）一、名词解释：一、名词解释：远点距和近点距，人眼的调节能力，人眼的分辨率和瞄准远点距和近点距，人眼的调节能力，人眼的分辨率和瞄准 精度，视觉放大率，物、目镜的工作距，出瞳距或镜目距精度，视觉放大率，物、目镜的工作距，

29、出瞳距或镜目距二、正误判断二、正误判断1 1、()()目视仪器的出瞳位置和大小应尽可能与人眼接近。目视仪器的出瞳位置和大小应尽可能与人眼接近。2 2、()()人眼的亮、暗适应是依靠瞳孔大小的改变来完成的。人眼的亮、暗适应是依靠瞳孔大小的改变来完成的。3 3、()()我国规定普通光学显微镜的机械筒长为一确定长度。我国规定普通光学显微镜的机械筒长为一确定长度。4 4、()()非正常眼使用目视仪器必须配戴眼镜。非正常眼使用目视仪器必须配戴眼镜。5 5、()()从整体来看，显微镜相当于一个放大镜，因此可使用从整体来看，显微镜相当于一个放大镜，因此可使用 焦距极短的凸透镜来替代显微镜。焦距极短的凸透镜来

30、替代显微镜。三、多项选择三、多项选择1 1、某人裸眼远点在眼前、某人裸眼远点在眼前80cm80cm处，将其校正为正常眼，应配戴眼镜。处，将其校正为正常眼，应配戴眼镜。.800.800度近视度近视 .800.800度远视度远视 .125.125度近视度近视 .125.125度远视度远视2 2、某人裸眼近点在眼前、某人裸眼近点在眼前50cm50cm处，将其校正到处，将其校正到25cm25cm处，应配戴眼镜。处，应配戴眼镜。.250.250度近视度近视 .250.250度远视度远视 .200.200度近视度近视 .200.200度远视度远视3 3、某人配戴、某人配戴200200度的近视眼镜，其裸眼远

31、点大致在处。度的近视眼镜，其裸眼远点大致在处。.眼前眼前2 2米米 B.B.眼前米眼前米 C.C.眼后米眼后米 D.D.无穷远无穷远4 4、一个倍的放大镜，意味着。、一个倍的放大镜，意味着。.能将物体至少放大到倍能将物体至少放大到倍 .能将物体最多放大到倍能将物体最多放大到倍 .可获得倍左右的视觉放大效果可获得倍左右的视觉放大效果 .焦距为焦距为5cm 5cm 5 5、人眼存在分辨极限的原因是。、人眼存在分辨极限的原因是。.视觉细胞有一定几何尺寸视觉细胞有一定几何尺寸 .光进入眼瞳有衍射效应光进入眼瞳有衍射效应 .眼睛各光学部分存在像差眼睛各光学部分存在像差 .调节范围大小为有限值调节范围大小

32、为有限值6 6、白天人眼最为敏感的是波长为白天人眼最为敏感的是波长为_nm_nm。.500 B.507 C.550 D.555 .500 B.507 C.550 D.555 D D C C B B C C、D D A A、B B、C C D D 四、计算四、计算1 1、一个人近视程度是、一个人近视程度是-2D-2D，调节范围是，调节范围是8D8D，求：，求：（1 1）远点距和近点距分别是多少？）远点距和近点距分别是多少？(远点距米，近点距米远点距米，近点距米)（2 2）配戴）配戴100100度的近视镜后，其远点距和近点距又为多少？度的近视镜后，其远点距和近点距又为多少？(远点距远点距=-1=-

33、1米，近点距米米，近点距米)2 2、由一薄透镜物镜和一薄透镜目镜组成的低倍率显微镜，物镜、由一薄透镜物镜和一薄透镜目镜组成的低倍率显微镜，物镜 的通光直径为的通光直径为 1616 mmmm，物镜边框为孔径光阑，物镜边框为孔径光阑，=-=-3 3倍，物象倍，物象 共轭距为共轭距为 180180 mmmm。目镜焦距为。目镜焦距为 2525 mmmm，求：，求：（1 1）该显微镜的视觉放大率；）该显微镜的视觉放大率；(30(30倍倍)（2 2）出瞳的位置和大小。）出瞳的位置和大小。(出瞳直径，位于目镜后处出瞳直径，位于目镜后处)课堂练习八（第八章）课堂练习八（第八章）一、名词解释：一、名词解释：显微

34、、望远物镜的分辨率和有效放大率显微、望远物镜的分辨率和有效放大率 二、正误判断二、正误判断 1 1、()()电子显微镜有很高的放大率是因为它的电子显微镜有很高的放大率是因为它的N.A.N.A.极高。极高。2 2、()()测量用的望远镜不宜采用伽利略望远镜结构测量用的望远镜不宜采用伽利略望远镜结构。3 3、()()使用望远镜时，只有将物、目镜的光学间隔调到零使用望远镜时，只有将物、目镜的光学间隔调到零 (即即)才能看清远处的物体。才能看清远处的物体。4 4、()()望远镜中加入透镜折转系统的目的是改变象的倒正望远镜中加入透镜折转系统的目的是改变象的倒正 或增加镜筒长度。或增加镜筒长度。5 5、(

35、)()显微镜和望远镜都属于小视场、大孔径系统，校正显微镜和望远镜都属于小视场、大孔径系统，校正 像差的难度大致相当。像差的难度大致相当。三、多项选择三、多项选择1 1、显微物镜的数值孔径决定或影响着显微镜的显微物镜的数值孔径决定或影响着显微镜的_。.分辨率分辨率 .视觉放大率视觉放大率 .景深景深 .视场视场 2 2、显微物镜一般属于显微物镜一般属于_系统，望远物镜一般属于系统，望远物镜一般属于_系统。系统。.小孔径、小视场小孔径、小视场 .小孔径、大视场小孔径、大视场 .大孔径、小视场大孔径、小视场 .大孔径、大视场大孔径、大视场 3 3、光学显微镜的最大视觉放大率应为光学显微镜的最大视觉放

36、大率应为_数量级。数量级。.10.101212 C.10 C.103 3 D.10 D.104 4及以上及以上 4 4、人眼直接观察坦克时，在人眼直接观察坦克时，在400400米处恰能看清坦克上的编号，若要求在米处恰能看清坦克上的编号，若要求在 2 2公里也能看清，应使用视觉放大率至少为公里也能看清，应使用视觉放大率至少为_倍的望远镜。倍的望远镜。.2 .2 .5 .5 .10 .10 .20.20C C ABCD ABCD C C B B C C 四、计算四、计算1 1、要求一台显微镜的最小分辨线度为，使用波长为、要求一台显微镜的最小分辨线度为，使用波长为 550nm 550nm的光源。问：

37、的光源。问：、应选用多大数值孔径的物镜？、应选用多大数值孔径的物镜？(N.A.=0.1)(N.A.=0.1)、使用的油浸物镜，利用紫色滤光片使光波长减、使用的油浸物镜，利用紫色滤光片使光波长减 小为小为400nm400nm，分辨率能力提高多少倍？，分辨率能力提高多少倍？(约约2020倍倍)、为充分利用、为充分利用 中得到的分辨率，显微镜的放大率应大致中得到的分辨率，显微镜的放大率应大致 设计为多大？设计为多大？(1000(100020002000倍倍)2 2、两个薄透镜，、两个薄透镜，f f1 1=360mm=360mm，D D1 1=36mm=36mm，f f2 2=20mm=20mm，D

38、D2 2=5mm=5mm，拟用其组成一望远镜，问：拟用其组成一望远镜，问：、哪个透镜用作物镜？哪个用作目镜？、哪个透镜用作物镜？哪个用作目镜？(长焦距透镜用作物镜长焦距透镜用作物镜)、该望远镜视觉放大率和分辨角为多少？、该望远镜视觉放大率和分辨角为多少？(18(18倍倍,约约4 4)、出瞳的位置和大小是多少？、出瞳的位置和大小是多少？(出瞳直径出瞳直径=2mm=2mm，位于目镜后处，位于目镜后处)课堂练习九（第八章）课堂练习九（第八章）一、名词解释：一、名词解释：摄影系统分辨率摄影系统分辨率 相对孔径相对孔径 光圈数光圈数 二、计算二、计算 1 1、一普通光学显微镜，物镜为较薄的普通消色差物镜

39、，光学、一普通光学显微镜，物镜为较薄的普通消色差物镜，光学 参数（参数（/NA/NA）为。使用）为。使用550nm550nm的光源照明，问：的光源照明，问：1 1）该显微镜的分辨极限是多少？）该显微镜的分辨极限是多少？微米微米)2 2）为充分利用显微镜的分辨能力，目镜的焦距应选为多大？）为充分利用显微镜的分辨能力，目镜的焦距应选为多大？fe e26.4mm)26.4mm)3 3）该显微镜的分划板约在物镜后多远的位置？）该显微镜的分划板约在物镜后多远的位置？(物镜后物镜后156mm156mm处处)4 4）在不更换物镜情况下，可考虑用什么方法提高该显微镜的）在不更换物镜情况下，可考虑用什么方法提高

40、该显微镜的 分辨率？目镜是否应做相应更换？分辨率？目镜是否应做相应更换？(采用短波长光斜照明，物与透镜间加入油；目镜放大倍率应增大。采用短波长光斜照明，物与透镜间加入油；目镜放大倍率应增大。)2 2、电子显微镜利用电子束来成象。假设电子束的波长为埃，、电子显微镜利用电子束来成象。假设电子束的波长为埃，物镜的数值孔径为。问：物镜的数值孔径为。问：1 1）该电子显微镜的最小分辨距是多少？）该电子显微镜的最小分辨距是多少？埃埃)2 2）与同样数值孔径的光学显微镜相比，分辨率约提高多少倍？）与同样数值孔径的光学显微镜相比，分辨率约提高多少倍？(约约55005500倍倍)3 3）显微镜的放大率应大致设计

41、为多大？）显微镜的放大率应大致设计为多大？(26(26万倍万倍5252万倍万倍)3 3、实验室现有一无镜头的普通光学显微镜，拟将其用来观察、实验室现有一无镜头的普通光学显微镜，拟将其用来观察晶片表面抛光质量，预计晶片表面划痕的最小线度为晶片表面抛光质量，预计晶片表面划痕的最小线度为1m1m。某镜头生产厂家现有如下规格的物、目镜，请你提出选购方案某镜头生产厂家现有如下规格的物、目镜，请你提出选购方案并说明理由。并说明理由。物镜物镜(/NA)(/NA)：目镜（倍）目镜（倍）：5 10 15 20 5 10 15 20 课堂练习十（第九章）课堂练习十（第九章）一、名词解释：一、名词解释：干涉条纹对比

42、度干涉条纹对比度 干涉孔径角干涉孔径角 二、设计与思考二、设计与思考 1、描述两点光源的空间干涉条纹分布，并配以必要的图示。、描述两点光源的空间干涉条纹分布，并配以必要的图示。2、利用自组迈克耳逊干涉仪可测量、利用自组迈克耳逊干涉仪可测量微小长度变化微小长度变化、微小转角微小转角 及及气体折射率气体折射率，试画出实验装置原理图，描述测量方法，大致，试画出实验装置原理图，描述测量方法，大致 估计测量误差。估计测量误差。3、现有一经光学精加工后的平行平板玻璃，长、宽、高尺寸、现有一经光学精加工后的平行平板玻璃，长、宽、高尺寸 大致分别为大致分别为 80 mm、40 mm、10 mm，现欲准确检测其

43、，现欲准确检测其厚度厚度、表面平整度表面平整度和和两表面平行度两表面平行度，请考虑适当的方法，并阐述检测，请考虑适当的方法，并阐述检测 原理，画出检测装置示意图，并大致估计测量精度。原理，画出检测装置示意图，并大致估计测量精度。4、构思一个利用、构思一个利用双光束干涉双光束干涉进行进行精密机电控制精密机电控制的技术草案。的技术草案。见教材见教材P.151 P.151 见本章讲稿见本章讲稿 课堂练习十一（第十章）课堂练习十一（第十章）一、名词解释：一、名词解释：光栅色散率光栅色散率 色分辨本领色分辨本领 二、简述二、简述 1、列出三种以上获得单色光的方法。、列出三种以上获得单色光的方法。2、棱镜

44、色散和光栅色散有哪些不同？、棱镜色散和光栅色散有哪些不同？三、选择填空三、选择填空 1、影响衍射条纹粗细的因素有、影响衍射条纹粗细的因素有_B B、C C、D D_。.缝宽缝宽a .光栅常数光栅常数d .总缝数总缝数N .衍射级数衍射级数m 2、用平面透射光栅的一级衍射光分辨钠双线、用平面透射光栅的一级衍射光分辨钠双线(5890和和5896埃埃)，应，应 选择选择_C C_的光栅。的光栅。.a0.001 mm .d0.003 mm .N1000 .d/a2 3、影响光栅色散能力的因素有、影响光栅色散能力的因素有_ _B B、D D_ _。.a .d .N .m 4、影响光栅分辨本领的因素有、影

45、响光栅分辨本领的因素有_ _C C、D D_ _。.a .d .N .m四、计算四、计算 1、一平面透射光栅，其宽度为、一平面透射光栅，其宽度为100mm，每毫米内有，每毫米内有500条缝。两束条缝。两束 波长为、的单色光正入射。用焦距为波长为、的单色光正入射。用焦距为1m的透镜的透镜 将衍射光会聚在接收屏上。求：将衍射光会聚在接收屏上。求：、的单色光的一级谱线的角半宽度和半宽度；、的单色光的一级谱线的角半宽度和半宽度；1010-5-5radrad，1010-2-2mm)mm)、在一级和二级光谱中，两种光的谱线间的距离；、在一级和二级光谱中，两种光的谱线间的距离；(一级：，二级：一级：，二级：

46、0.257mm)0.257mm)、可能得到的最高光谱级次；、可能得到的最高光谱级次；(3)(3)、第二级光谱的色分辨本领。、第二级光谱的色分辨本领。(10(105 5)2、试设计一块平面透射光栅，要求：、试设计一块平面透射光栅，要求：、使波长为、使波长为600nm的光的第二级谱线衍射角不超过的光的第二级谱线衍射角不超过30度；度；、色散尽可能大；、色散尽可能大；微米微米微米微米,N,N15000,15000,光栅宽度光栅宽度36mm)36mm)、第三级谱线缺级；、第三级谱线缺级；、对波长为、对波长为600nm的光，第二级谱线能分辨到的波长差。的光，第二级谱线能分辨到的波长差。在选定好光栅的参数后，问在透镜的焦面上最多可能看到波长在选定好光栅的参数后，问在透镜的焦面上最多可能看到波长 为为600nm的光的几条谱线？的光的几条谱线？(0(0，1 1，2)2)五、设计与思考五、设计与思考 1、利用衍射方法、利用衍射方法微小长度变化微小长度变化和和微小转角，微小转角，试画出实验装置试画出实验装置 原理图，描述测量方法，并大致估计测量误差。原理图，描述测量方法，并大致估计测量误差。2、在今后的学习中，适当关注一下、在今后的学习中，适当关注一下光纤光栅光纤光栅。该项技术可望。该项技术可望 在在光纤通信、光纤传感器光纤通信、光纤传感器等方面得广泛和重要的应用。等方面得广泛和重要的应用。