淮海工学院
11 - 12 学年第1 学期工程光学试卷(A闭卷)
一、判断题（对打√，错打×。
2分×5=10分）
1.（）光学系统的一对主平面，是垂轴放大率为+1的一对共轭面。
2.（）光从空间一点传到另一点，是沿光程为极大值的路径传播的。
3.（）凸透镜一定是正透镜，凹透镜一定是负透镜。
4.（）对称式光学系统，当β= -1时，所有垂轴像差自动校正。
5.（）若某先生佩戴200度的远视眼镜时正合适，则该眼镜的焦距为+200mm。
二、选择题（3分×8=24分）
1.（）下列不属于物像共轭的点是
A、物方焦点和像方焦点
B、物方节点和像方节点
C、物方主点和像方主点
D、入瞳中心和出瞳中心
2.（）余弦辐射体是指
A、向各方向的发光强度相等
B、向各方向的光亮度相等
C、向各方向的光照度相等
D、向各方向的光通量相等
3.（）一个焦距为50mm的放大镜，眼睛到它的距离为125mm，物体经放大镜成像在明视距离处，放大镜的视放大率为
A、6
B、5
C、3.5
D、2.5
4.（）Г倍视放大率的望远镜，它的角放大率γ、垂轴放大率β和轴向放大率α的关系为
A、γ=Г，β=Г，α=Г2
B、γ=Г，β=1/Г，α=1/Г2
C、γ=1/Г，β=Г，α=1/Г2
D、γ=1/Г，β=1/Г，α=Г25.（）1w的单色钠灯（λ=0.5893μm，V(λ)=0.80）与多少瓦的单色红灯（λ=0.700μm，V（λ）=0.0041）对人眼的刺激程度等效。
A、195.12w
B、683w
C、0.w
D、0.w
6.（）将两个焦距分别为
1
f'和
2
f'的已知光组组合在一起，以下陈述正确的是
A、若
1
f'和
2
f'均为正值，则组合后的光组焦距f'为正
B、当光学间隔∆=0时，组合后光组的光焦度Φ为0
C、当光学间隔∆增大时，组合后光组的焦距值f'变大
D、当两光组密接时，组合后光组的焦距f'=
1
f'+
2
f'
7.（）物方远心光路具有的特点是
A、物方主光线通过物方焦点
B、物方主光线平行于光轴
C、像方主光线平行于光轴
D、以上说法都不对
8.（）以下几种初级像差中，当视场很小时就需要考虑的是
A、畸变
B、慧差
C、像散
D、场曲
三、填空题（每空1分，共18分）
1. 人眼在空气中观察折射率为n的玻璃球正中心的气泡，所看到的气泡直径大小是实际气泡直径的倍。
2. 某近视眼的远点距为-500mm，需配戴像方焦距f'= mm、光焦度为的眼镜。
设镜片第一面为平面，n=1.5，视作薄透镜，则第二面半径r = mm。
3. 光学系统的像差分单色像差和色差，其中单色像差有、
、、和五种；色差有和
两种。
在这些像差中，不改变成像清晰度，只改变像点位置变化的像差是。
4. 数值孔径NA=0.5的显微物镜，在空气中工作时的物方孔径角为，有效放大率不能超过。
5. 10倍望远镜，出瞳口径为5mm，入瞳口径为mm，理论分辨率为。
２
6. 有一光线以600入射角入射于n=1和5.1='n 平面分界面上，如图，若取入射点为坐标原点建图
示坐标，则反射光线矢量A ''
= ，折
射光线矢量='A。
四、作图题（5分×3=15分）
1. 用作图法求出图中虚物AB 经理想光组所成的像B A ''。
2. 空气中的系统，已知一对主面和一对共轭点的位置，请画出物BC 的像。
3. 图为直角棱镜和五角屋脊棱镜的组合，设输入为右手坐标系，画出相应的输出坐标系。
五、计算题（11分×3=33分）
1. 由正负两薄透镜组合成f '=1.2m 的光学系统，该系统对无限远物体成像，像面离正透镜700mm ，离负透镜400mm 。
求正负透镜焦距并在光学系统图上标出像方主点H '、焦点F '和焦距f '。
2. 一台浸液显微镜，物镜和目镜的倍率分别为-40倍和15倍，物镜共轭距为195mm，能分辨5000l p/mm，用波长为450nm的光倾斜照明，物镜、目镜均看做薄透镜。
求：（1）物镜和目镜的焦距，物体的位置；（2）光学筒长；（3）物镜和目镜的间距；（4）系统的等效焦距；（5）总倍率；（6）该显微镜的数值孔径。
3. 用一投影物镜把荧光屏放大10倍成像在屏幕上，已知物镜焦距为150mm，相对孔径为1:2，假设入瞳与出瞳口径相同并与主面H、H 重合，如图示。
求：
（1）画出轴上物点发出的边缘光线和入射窗边缘点发出的主光线的光路；
（2）求物方和像方孔径角；
（3）视场光阑为何置于荧光屏的边框上？
（4）镜头光圈数在2.8时，银幕照度为50lx，现要求照度达100lx，光圈数应调到何值？此时的景深较原来有何变化？
３
４
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11 - 12 学年 第 1 学期 工程光学试卷(A 闭卷)答案
一、判断题
1.√
2.×
3.×
4.√
5.× 二、选择题
1.A
2.B
3.C
4.B
5.A
6.B
7.B
8.B 三、填空题 1. n
2. -500 -2D （-200度） 250
3. 球差 慧差（正弦差） 像散 场曲 畸变 位置色差 倍率色差 畸变
4. 300
500 5. 50 8.2'' 6.
j i 2123- j i
225.12
3+ 四、作图题 1.
2.
3
五、计算题 1.解：
５
设h 1=1，则12001=
'u h 2=400×u '=3
1 3300
1121=-''
=f f h h 分）4(4501mm f ='
2121111f f d f f f ''-'+'=' 224503001450112001f f '
-'+= 分）4(2402mm
f -='
图（3分）
2. (1)
⎪⎩⎪
⎨⎧='
='=⇒⎪⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎪⎬⎫
'='='=='+-分）
（分）物
物物物
物物物
物物物
物164.4244.1901(756.4-11-140-195mm f mm l mm l f l l l l l l β
分）目目
1(67.1615
250
250mm f ==Γ='
(2) ∆=190.24-4.64=185.6mm （1分）
(3) mm f l d 91.20667.1624.190=+='+'=目物
（1分） (4)mm f f f 42.0-185.6
7
.1664.4-
-=⨯=∆
''='目物显
（2分）
(5)600-1540-=⨯=Γ=Γ目物β （2分） (6)125.15000
1104505.05.0NA 6
-=⨯⨯==σ
λ
（2分）
3. 解：（1） （2分）
(2)
15011110
=-'-='
=
l l l
l β mm l mm l 1650165='-=
2
1
='f D mm D D mm
D 7575===入出入 分）
分）
（出入2(3.11650
2752tan 2(8.12165
275
)-2)tan(0
0='⨯=
'=
'=-⨯==-u l D u u l D u
(3) 限定成像范围、消除渐晕。
入窗与物平面重合或者出窗与像平面重合可消除渐晕。
（2分） (4)
分）
光圈数数变为原来的由2(22
8
.221,100501)1(410
2
20==→'⎪⎭
⎫ ⎝⎛-='F F lx lx E F L E πτβ F 数变小，景深也会随之变小。
（1分）。