1.简述光线的反射定律。

答：反射光线与入射光线和法线处于同一平面内，反射光线和入射光线分别位于法线的两侧，且反射角γ等于入射角ί。

2.简述光线的折射定律。

光的折射定律可以归纳成以下两点：①折射光线在入射光线和法线决定的平面内，且折射光线与入射光线分居法线的两侧。

②入射角的正弦与折射角的正弦之比为一个常数n ，这个参数称为“折射率”。

即： n=Sin τ / Sin θ3.简述薄透镜当中的三条关键的典型光线之特点。

答：三条典型光线的特点：⑴平行于光轴入射的光线经透镜后将通过像方焦点。

⑵过物方焦点的入射光线经透镜后，将平行于光轴射出。

⑶通过透镜中心点的光线，方向将不会发生变化，即与入射光线在同一条直线上。

4.如图所示，已知物点的位置在折射球面顶点O 之左50mm 处，球面曲率半径为25mm ，折射率n=1，n ′ =1.75，求：⑴像点位置？⑵若将物点向左移5mm ，求像的位置？5.有一凸面镜，已知r=1m ，一身高1.6m 的人站在此凸球面镜前11m 处。

求：此人经过凸球面镜反射后所成像的大小和像的正倒？6.1.什么是透镜？什么是正透镜和负透镜？答：透镜是指由两个折射曲面所限定的透明体；正透镜是指折射面为球面的透镜；负透镜是指折射面为非球面的透镜。

2.近视眼镜属于什么透镜？老花镜有属于什么透镜？答：近视眼镜就是凹透镜；老花眼镜属于凸透镜。

3.折射率的定义及其物理含义是什么？答：光在不同介质中的传播速度亦不同是光发生折射的原因。

故某种介质的折射率的定义为n=c/v。

其物理含义为：光在真空中的传播速度c与光在该介质中的传播速度v之比。

4.若有一个钨丝灯泡在温度为2800K时，发出的白光与温度在2854K时绝对黑体所辐射的白光完全相同，则该钨丝灯泡白光的色温为多少？答：2854K。

5.简述光的实质以及辐射的本质。

答：其实质就是一种被称为电磁波物质。

是从实物中发射出来的，是以电磁波传播的物质粒子在不断地运动；原子内有若干电子围绕原子核不断运动。

运动有多种可能状态不同运动状态的电子具有不同能量当它们的运动受到骚扰时就可能发射出电磁波。

6.从不同的角度出发，对辐射的两种度量方法是什么？答：光度学和辐射度学。

7.何为光度学和辐射度学？答：⑴光度学是指在可见光的波长范围内，考虑到人眼对光的主观反应因素之后，所采用的一种计量光的强弱的方法。

⑵辐射度学是指在所有光波范围内，对光的强弱所进行的计量方法。

8.何为黑体？答：是指在任何温度下可以全部吸收任何波长辐射的物体,简称黑体。

9.简述辐射能和辐射通量的定义及其计量单位。

答：辐射能是指描述以辐射的形式发射、传输或接收的能量。

其计量单位为焦耳(J）。

辐射通量Φ是指单位时间内辐射体所辐射的总能量，故亦称“辐射功率”。

计量单位为瓦特W。

10.简述视见函数V(λ)的定义及其图示以及人眼的可见光范围。

答：国际照明委员会CIE根据对许多人的大量观察及其实验结果，采用平均值的方法确定了人眼对各种波长的光的平均相对灵敏度，被CIE推荐称为视见函数。

V(λ)亦称为平均人眼光谱光视效率或称为“标准光度观察者”的光谱视觉效率。

人眼的可见光范围：380nm～780nm。

11.简述发光强度的定义以及1cd的物理含义。

答：发光强度是指光源在指定的某个方向上单位立体角内所发出的光通量。

其计量单位为坎德拉=cd；1cd的物理含义：是指555nm的单色光在给定的方向上，辐射强度为1/683（W/Sr）时的发光强度。

12.如何描述一个彩色光？彩色的三属性又是如何定义的？答：任何一种彩色光均可以用亮度、饱和度和色调三个参数来全面描述。

彩色的三属性定义如下：⑴亮度：是指彩色光的光强。

通俗地讲就是彩色对人眼所引起的明亮程度的感觉。

亮度又称明度。

人眼的亮度感，除了与光强有关以外，还与人眼对光谱的相应特性有关。

可以用之前讲过的视见函数V(λ)来直观地描述。

⑵饱和度：是指彩色当中含有白光成份的比例。

通俗地讲就是彩色的深浅程度。

彩色当中加入的白光越多，其饱和度就越低。

当一种颜色中不含白色时，即白光的成份为0，则饱和度达到最高，通常称为饱和度为100%。

⑶色调：指物体或光所呈现的颜色种类。

通俗地讲就是诸如红橙黄绿青蓝紫等不同的颜色。

13.何为三基色原理？答：其主要内容为——⑴自然界当中，几乎所有的色彩都可以有三种独立的基本色混合配出。

反之，任一种彩色也都可以分解成三种基色。

⑵三种独立的基本色是指它们中的任何一种都不可能由另两种基本色混合而得到。

⑶从理论上来讲，三种基本色的组合可以有许多组。

⑷由三基色相混所得到的混合色，其色调和饱和度取决于三个基色之间的混合比例。

而其亮度等于三个基色的亮度之和。

14.何为相加混色和相减混色？CRT彩色电视机采用的是什么混色方法？为什么？答：相加混色和相减混色分别是指彩色光的混合和彩色颜料的混合。

因为CRT彩色电视机当中的显像管采用的是荧光粉，属于发光物质，所以它采用的是加法混色。

15.人眼所看到的物体颜色与哪些因素有关？当采用标准白光源照射某物体时，该物体呈黄色，若改用纯蓝光照射时，它又呈何种颜色？答：被照射物体的颜色取决于以下三种因素：⑴物体所吸收的光谱。

⑵物体所反射的或透射的光谱。

⑶光源的光谱。

而对于光源，其色调取决于组成光的光谱成份。

16.何为补色？举例说明。

答：若乙颜色加上甲颜色为白色，则两者互为补色。

即乙(甲)为甲(乙)的补色。

例如：因为W=R+G+B=（R+G）+B=Y+B，所以黄色Y和蓝色B互为补色。

17.三基色与三基色系数(三刺激值)有何区别？白、灰、黑色的三色系数有何区别？答：三基色是指三种不同色调的彩色，而三刺激值是指混配出任意色彩所需的三基色数量。

虽然，混配出白、灰、黑色三种色调所需的基色系数的比例均相等，即R=G=B，但它们的绝对数量却不相同，即白色为R=G=B=1，灰色为1＞R=G=B＞0，黑色为R=G=B=0。

18.何为RGB计色制？RGB计色制中任意彩色光的配色方程又是什么？答：RGB计色制是指以物理三基色为基础和以(R)、(G)、(B)为三基色计量单位，所建立的对任何彩色进行配色计量的计色系统。

任意彩色光的配色方程如下：C=R(R)+ G(G)+ B(B)习题三1.人眼主要由哪几部分组成？答：巩膜和角膜、前室(水状液)、水晶体和后室(玻璃体)、视网膜、虹膜和瞳孔、黄斑和盲斑、视轴与眼轴、脉络膜等。

2.简述人眼的视觉特性。

光在阶跃型光纤中的传播答：⑴对各种不同波长的光的感光灵敏度是不相同的，对绿光很灵敏，而对红光的灵敏度则较低。

⑵因为不同人的心理作用和视觉生理的不同，故不同的人对各种波长的光的感光灵敏度也存在差异。

3.简述人眼的两种调节能力。

答：眼睛的视度调节能力Ā是指通过改变人眼水晶球的曲率来进行焦距调节，从而使像能够清晰地成像于视网膜上的极限距离范围。

人眼的像焦距f ¹的变化范围：约为18mm ～23mm 。

眼睛的适应调节能力是指眼睛对周围空间光亮情况的自动适应程度。

它又分为明适应和暗适应。

4.什么是人眼的近点和远点？答：远点是指人眼在完全自然的放松状态下所能看清楚的最远点；正常人的远点应该在无限远处。

而近点是指人眼的睫状肌达到最紧张时，眼睛所能看清楚的最近点。

5.人眼的分辨率是如何定义的？答：是指眼能够分辨最靠近两相邻点的能力称为眼的分辨能力，或视觉敏锐度。

6.简述光阑、孔径光阑和视场光阑的定义。

答：光阑是指在光学系统中，对光束起着限制作用的光学元件。

孔径光阑是指光学系统中用于限制成像光束大小的光阑。

而视场光阑是指在光学系统中，用于限制成像范围大小的光阑。

7.什么是景深？什么是数值孔径？答：是指在平面上能成清晰像的物方空间深度。

数值孔径是指显微镜的物方孔径和其折射率的乘积。

8.简述显微镜的成像原理。

答：其基本原理就是，先利用一组透镜将物体放大成像于放大镜的物方焦面上，在通过放大镜观察，如此通过两级放大来观察很微小的物体。

9.显微镜主要由哪几部分组成？它们各自的主要作用又是什么？答：通常由物镜、目镜和照明系统等等三部分组成。

10.简述望远系统的主要技术参数。

答：⑴视觉放大率Г是指用望远镜观察物体时，在视网膜上所成的像高y ՛i 与用人眼直接观察物体时在视网膜上所成的象高y ՛e 之比。

即Г＝y ՛i /y ՛e 。

⑵分辨率φ是指其极限分辨角。

11.画图，简述牛顿反射式望远系统的基本成像原理。

答：详见书中P52页之图2.21所示。

12.简述光纤的组成结构，并画出其横截面剖面示意图。

答：光纤一般分为三层：中心是折射率高的纤芯(芯径一般为50μm 或62.5μm)，中间为低折射率包层（直径一般为125μm ），最外层的是加强用的树脂涂覆层。

13.什么是光缆？答：将多股光纤组成的较长的光纤就称为光缆。

14.画图，简述阶跃型光纤光传输的基本原理。

答：其基本原理就是利用光线的“全反射”。

如图所示，纤芯折射率高于包层折射率，使得输入的光能在纤芯一包层交界面上不断产生全反射而前进。

期末复习1.光的实质：属于一种被称为“电磁波”物质。

2.从不同的角度出发，有以下两种度量方法：⑴光度学度量方法；⑵辐射度学度量方法。

3.光度学度量方法是指：在可见光的波长范围内，考虑到人眼对光的主观反应因素之后，所采用的一种计量光的强弱的方法。

4.辐射度学度量方法是指：在所有光波范围内，对光的强弱所进行的计量方法。

5.辐射的本质是一种能量形式的体现，常见的辐射现象有光辐射、热辐射、核辐射和磁辐射等等。

6.立体角是指：以锥体的基点为球心作一球表面，锥体在球表面上所截取部分的表面积d S和球半径r平方之比。

7.黑体是指：在任意温度条件下，能全部吸收入射在其表面上的任意波长辐射的物体叫做绝对黑体，或简称黑体。

8.辐射能Q（简称辐能）：描述以辐射的形式发射、传输或接收的能量。

其法定计量单位为焦耳(J）。

9.辐射通量Φ的定义：单位时间内辐射体所辐射的总能量，亦称“辐射功率”。

单位瓦特W。

10.辐射强度的定义：为在给定传输方向上的单位立体角内光源发出的辐射通量，11.人眼视觉神经的特点：⑴对各种不同波长的光的感光灵敏度是不相同的，对绿光很灵敏，而对红光的灵敏度则较低。

⑵因为不同人的心理作用和视觉生理的不同，故不同的人对各种波长的光的感光灵敏度也存在差异。

12.视见函数V(λ)定义为：国际照明委员会(CIE)根据对许多人的大量观察及其实验结果，采用平均值的方法确定了人眼对各种波长的光的平均相对灵敏度，被CIE推荐称为视见函数。

V(λ)亦称为平均人眼光谱光视效率或称为“标准光度观察者”的光谱视觉效率。

13.可见光范围：380nm～780nm。

人眼最敏感的光波：555nm附近，即绿光。

14.光通量Φ定义为：光源在单位时间内所发射的并为人眼所感受到全部光能。