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文本内容:
一、简答题、什么是共轴光学系统、光学系统物空间、像空间?
1、几何光学的基本定律及其内容是什么?
2、什么是志向像和志向光学系统
3、志向光学系统的基点和基面有哪些?
4、如何确定光学系统的视场光阑?
5、什么是光学系统的孔径光阑和视场光阑?
6、成像光学系统有哪两种色差?试说明它们的成因?
7、常见非正常眼有哪两种?如何校正常见非正常眼?
8、瑞利判据和道威判据
9、光学系统极限辨别角为多大?实行什么途径可以提高极限辨别角?
10、相速度、群速度
11、等厚干涉、等倾干涉
12、惠更斯一菲涅耳原理
13、请分别写出多缝干涉亮纹和单缝衍射暗纹条件,并由此简述光栅缺级条件
14、常见非正常眼有哪两种?如何校正常见非正常眼?15
二、填空题
2、空气中,光焦度可表示为
①=5=-,它表示光学系统对光束汇聚(或发、在空气和折射率为的介质界面上发生全反射的临界角是3^12散)的本事/或/越小,
①越大若
①0(/0),光组是汇聚(汇聚或发散)光组,
①愈大,汇聚(汇聚或发散)本事愈大,反之亦然、凡次镜面反射或奇数次镜面反射的像称为镜像,物的坐标关系若为右手,则像31的坐标关系为^手、入瞳孔径越大,则景深越.小;对准平面距离越远,则景深越一小
4、照相机中的可变光阑起的是一孔径光阑的作用,它限制的是一限制进入光学系统5成像光束口径、单色像差有(写出其中的三个)正弦差,彗差,像散,场曲,畸变
6、望远镜辨别率以能辨别的两物点对望远镜的张角表示;照相系统的辨别率以像7平面上每毫米能辨别的线对数表示、光波的空间周期是指,空间频率是指8T1/T、干涉条纹的可见度定义为_(/“-,)/(/“+/,〃),当两束相干光振幅相同9K=o时,条纹可见度K=J、如图所示,用波长为的单色光垂直照耀折射率为10421%的劈尖薄膜,图中各部分折射率的关系为乙▼V视察反射光的干涉条纹,从劈尖顶起先-------%向右数第条暗条纹中心所对应的厚度为—6e(不太确定)13Z/4H
2、在多缝衍射中,随着狭缝数目的增加,衍射图样有两个显著的变更,即11条纹变亮和变细
12、设计一光栅,要求
(1)能辨别钠光谱589nm和
589.6nm的其次级谱线;
(2)其次级谱线的衍射角;设光线正入射,则光栅总刻痕数应满意的条件为一;30491光栅常数应满意的条件为•件八-(用表示)27*103mm、几何光学三个基本定律是:光的直线传播定律,光的独立传播定律,1光的折射和反射定律、空气中,光焦度可表示为
①=它表示光学系统对光束汇聚(或发2_L=—_L,f f散)的本事/或/越小,
①越大若
①0(/0),光组是发散(汇聚或发散)光组,
①肯定值愈大,光组是发散(汇聚或发散)本事愈大,反之亦然、凡次镜面反射或偶数次镜面反射的像称为一样像,物的坐标关系若为右手,32则像的坐标关系为手、入瞳孔径越小,则景深越一大;对准平面距离越近,则景深越一大
4、照相机中的底片框起的是孔径光阑的作用,它限制的是5限制进入光学系统成像光束口径、复色光成像时,由于介质的色散性而引起的不同色光之间成像的差别,称为6色差色差分为轴向色差和倍率色差、显微镜的辨别率以物平面上能辨别的两物体间的^±工最大/最小距离表示,7照相物镜的辨别率以像平面上每毫米能辨别的线对数表示:、光的波长表示光具有空间周期性,波长的倒数表示其周期
8、满意频率相同、振动方向、相位差恒定9123的光称为相干光、如图,用波长的单色光垂直照耀到空气劈尖上,从反射104光中视察干涉条纹距顶点处是暗条纹使劈尖角连续增大,L vv直到该点处再次出现暗条纹为止,则劈尖角的变更量△为-------k12/2nL o、通常的衍射光栅是基于夫琅禾费衍射原理进行工作的若按其对入射11光波的调制作用,光栅可分为振幅型和相位型、光栅光谱仪作为一种分光仪器,主要性能指标有、12和O
三、作图题见“应用光学习题”对应部分
四、计算题见“应用光学习题”、“物理光学习题”对应部分,及作业题这里补充几个题、已知照相物镜的焦距尸=被摄景物位于以点为坐标原点、、175mm,F x=_00_10m-、-处,试求照相底片应分别放在离物镜的像方焦面多远的6m2m地方解、解由牛顿公式口=〃得11x=-oo,xf=02%=-10,=
0.56253x——6,xr=
0.7034x=-2,xr=
2.
81、有一正薄透镜对某一物成倒立的实像,像高为物高的一半,今将物面对透镜移2近则所得像与物同大小,求该正透镜组的焦距100mm,、解由牛顿公式的横向放大率公式1p=--X得物面移动前后的放大率分别为为=-工=-1x2因物面移动前后物距之差为x-=100mm2AL离小孔的距离为当用一片折射率的透亮薄片帖住其中一个小孔时发觉屏50cm,
1.58上的条纹系统移动了试确定试件厚度
0.5cm,解按题意,此时两光束光学厚度相同,即-1-AL+=M G几何关系z/\2八2=£2+Ar2J丫d99r=D+——b Ax-2Jd Vd VG-4G+4=—--------------------Ax=d,2Ax2122Ax・d d-Ax1x
5.-n=------------x---------=-------=10-nun,一八十G D500AL=———=—-----=
1.724x10-2mmn-\
1.58-
1、双缝间距为离视察屏用钠灯做光源,它发出两种波长的单色光二41mm,Im,4和丸问两种单色光的第级这条纹之间的间距是多少?
589.0nm2=
589.6nm,10解由杨氏双缝干涉公式,亮条纹时加A=—=mA,=0,±1,±2x=m——,m=0,±1,±
589.6X io-6X1000「“2x=m------=------------------------------=
5.896nm2d1」因此,条纹间距为Ax=x-Xj=6pan
2、一块光栅的宽度为每毫米内有条逢,光栅后面放置的透镜焦距为510cm,500问它产生的波长九根的单色光的级和级谱线的半宽度是多500nm2=
632.812o少?解由题意,光栅常数和缝数分别为d==2x10-3mm500N=100x500=5xl04由光栅方程得、级衍射条纹的衍射角分别为dsin0=mA12sin^=-=6328=
0.3164,cos〃=
0.9486d210-3106X X一sin
9.==
0.6328,cos=
0.774d-这里的4,%确定了谱线的位置由衍射条纹的半角为,得A9=-----Nd cosO幻
2632.86/4AA1=------------=------------------------------------=
6.67x10radNd cos45104210-
31060.9486X X X X X△2=--------------=-----------------;-------=
8.17x10rad-Nd cos
0510421030.774XXXX2所以条纹的半宽度分别为dl、=fW=
3.3410~3™Xdl=~
4.08x10-3nun
2、用钠黄光垂直照耀一光栅,它的第三级光谱恰好辨别开钠双线二九
640.58904二并测得二.的其次级光谱线所对
0.5896//m,45890”应的衍射角为,第三级缺级试求该光栅的总缝数、光栅常数、缝宽
1.5N4解由光栅色辨别本事得1A=——=mN,N=——A2将钠双线的平均波长加代入上式,可得7=
0.5893//m,A/l=4—4=GxlOT/zm,=3光栅总缝数N=327由光栅方程2d sinO=m2m可得光栅常数为dd=mA/sin6-
0.045mmm又由于光栅第三级缺级,故有所以缝宽为:3d/a=3,a=d/3=
0.015mm。
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