工程光学郁道银

第一章习题

1、已知真空中的光速c＝3 m/s，求光在水（n=1.333）、冕牌玻璃（n=1.51）、火石玻璃（n=1.65）、加拿大树胶（n=1.526）、金刚石（n=2.417）等介质中的光速。 解：

则当光在水中，n=1.333时，v=2.25 m/s, 当光在冕牌玻璃中，n=1.51时，v=1.99 m/s, 当光在火石玻璃中，n＝1.65时，v=1.82 m/s， 当光在加拿大树胶中，n=1.526时，v=1.97 m/s， 当光在金刚石中，n=2.417时，v=1.24 m/s。

2、一物体经针孔相机在 屏上成一60mm大小的像，若将屏拉远50mm，则像的大小变为70mm,求屏到针孔的初始距离。 解：在同种均匀介质空间中光线直线传播，如果选定经过节点的光线则方向不变，令屏到针孔的初始距离为x，则可以根据三角形相似得出： 所以x=300mm

即屏到针孔的初始距离为300mm。

3、一厚度为200mm的平行平板玻璃（设n=1.5），下面放一直径为1mm的金属片。若在玻

第一章习题

1、已知真空中的光速c＝3 m/s，求光在水（n=1.333）、冕牌玻璃（n=1.51）、火石玻璃（n=1.65）、加拿大树胶（n=1.526）、金刚石（n=2.417）等介质中的光速。 解：

则当光在水中，n=1.333时，v=2.25 m/s, 当光在冕牌玻璃中，n=1.51时，v=1.99 m/s, 当光在火石玻璃中，n＝1.65时，v=1.82 m/s， 当光在加拿大树胶中，n=1.526时，v=1.97 m/s， 当光在金刚石中，n=2.417时，v=1.24 m/s。

2、一物体经针孔相机在 屏上成一60mm大小的像，若将屏拉远50mm，则像的大小变为70mm,求屏到针孔的初始距离。 解：在同种均匀介质空间中光线直线传播，如果选定经过节点的光线则方向不变，令屏到针孔的初始距离为x，则可以根据三角形相似得出： 所以x=300mm

即屏到针孔的初始距离为300mm。

3、一厚度为200mm的平行平板玻璃（设n=1.5），下面放一直径为1mm的金属片。若在玻

第一章小结（几何光学基本定律与成像概念） 1 、光线、波面、光束概念。

光线：在几何光学中，我们通常将发光点发出的光抽象为许许多多携带能量并带有方向的几何线。

波面：发光点发出的光波向四周传播时，某一时刻其振动位相相同的点所构成的等相位面称为波阵面，简称波面。

光束：与波面对应所有光线的集合称为光束。

2 、几何光学的基本定律（内容、表达式、现象解释）

1 ）光的直线传播定律：在各向同性的均匀介质中，光是沿着直线传播的。 2 ）光的独立传播定律：不同光源发出的光在空间某点相遇时，彼此互不影响，各光束独立传播。

3 ）反射定律和折射定律（全反射及其应用）：

反射定律：1、位于由入射光线和法线所决定的平面内；2、反射光线和入射光线位于法线的两侧，且反射角和入射角绝对值相等，符号相反，即I’’=-I。

全反射：当满足1、光线从光密介质向光疏介质入射，2、入射角大于临界角时，入射到介质上的光会被全部反射回原来的介质中，而没有折射光产生。sinIm=n’/n，其中Im为临界角。

应用：1、用全反射棱镜代替平面反射镜以减少光能损失。（镀膜平面反射镜只能反射90%左右的入射光能）2、光纤

折射定律：1、折射光线位于由入射光线和法线所决定的平面内；2、折射角

工程光学第一章习题

1、已知真空中的光速c＝3 m/s，求光在水（n=1.333）、冕牌玻璃（n=1.51）、火石玻璃（n=1.65）、加拿大树胶（n=1.526）、金刚石（n=2.417）等介质中的光速。 解：

则当光在水中，n=1.333时，v=2.25 m/s, 当光在冕牌玻璃中，n=1.51时，v=1.99 m/s, 当光在火石玻璃中，n＝1.65时，v=1.82 m/s， 当光在加拿大树胶中，n=1.526时，v=1.97 m/s， 当光在金刚石中，n=2.417时，v=1.24 m/s。 2、一物体经针孔相机在 屏上成一60mm大小的像，若将屏拉远50mm，则像的大小变为70mm,求屏到针孔的初始距离。

解：在同种均匀介质空间中光线直线传播，如果选定经过节点的光线则方向不变，

令屏到针孔的初始距离为x，则可以根据三角形相似得出：

所以x=300mm

即屏到针孔的初始距离为300mm。

3、一厚度为200mm的平行平板玻璃（设n=1.5），下面放一直径为1mm的金属片。若在玻璃板上

工程光学,郁道银,第七章 习题及答案

第七章 习题及答案

1．一个人近视程度是-2D（屈光度），调节范围是 8D，求：（1） 其远点距离；

（2）

其近点距离；

配带 100 度的近视镜，求该镜的焦距；

戴上该近视镜后，求看清的远点距离；

戴上该近视镜后，求看清的近点距离。 （3） （4） （5）

解：这点距离的倒数表示近视程度

2．一放大镜焦距

，通光孔径，眼睛距放大镜为 50mm，像 距离眼睛在明视距离 250mm，渐晕系数 K=50%，试求：（1）视觉放大率；（2） 线视场；（3）物体的位置。

解：

工程光学,郁道银,第七章 习题及答案

3．一显微物镜的垂轴放大倍率

物镜框是孔径光阑，目镜焦距

（1） 求显微镜的视觉放大率；

（2） 求出射光瞳直径； ，数值孔径 NA=0.1，共轭距 L=180mm， 。

（3） 求出射光瞳距离（镜目距）；

（4）

斜入射照明时，

（5） 求物镜通光孔径；

，求显微镜分辨率；

（6） 设物高 2y=6mm，渐晕系数 K=50%，求目镜的通光孔径。

解：

工程光学,郁道银,第七章 习题及答案

4．欲分辨 0.000725mm 的微小物体，使用波长

问：

，斜入射照明，

（1） 显微镜的视觉放大率最小应多大？

工程光学,郁道银,第七章 习题及答案

（2）

工程光学习题解答

第七章 典型光学系统

1．一个人近视程度是?2D（屈光度），调节范围是8D，求： （1）远点距离； （2）其近点距离；

（3）配戴100度近视镜，求该镜的焦距； （4）戴上该近视镜后，求看清的远点距离； （5）戴上该近视镜后，求看清的近点距离。 解： ① R?1??2 (1/m) lr ∴ lr??0.5m

②

A?R?P A?8D R??2D

∴

P?R?A??2?8??10D

lp?③D?11????0.1m P101 ∴f???1m ?f④R??R?D??1D

???1m lR⑤A?R??P? A?8D R???1D

P??R??A??9D

??? lP1??0.11m 92．一放大镜焦距f??25mm，通光孔径D?18mm，眼睛距放大镜为50mm，像距离眼睛在明视距离250mm，渐晕系数为k?50%，试求（1） 视觉放大率；（2）线视场；（3）物体的位置。 eye ● ?l?P? D 工程光学习题解答

已知：放大

谢谢你的观赏

工程光学郁道银版习题解答(一题不落)第

十二章_光的衍射1

第十二章光的衍射

1．波长为500nm 的平行光垂直照射在宽度为0.025mm 的单缝上，以焦距为50cm 的会

聚透镜将衍射光聚焦于焦面上进行观察，求（1）衍射图样中央亮纹的半宽度；（2）第一亮纹和第二亮纹到中央亮纹的距离；（3）第一亮纹和第二亮纹的强度。解：（1）零强度点有sin (1,2, 3....................)a n n θλ==±±±∴中央亮纹的角半宽度为0a

λθ?=

∴亮纹半宽度29

003*********00.010.02510

r f f m a λ

θ---???=??===?（2）第一亮纹，有1sin 4.493a π

αθλ

=

?= 9

13

谢谢你的观赏

谢谢你的观赏

4.493 4.493500100.02863.140.02510rad a λθπ--??∴=

==?? 2

1150100.02860.014314.3r f m mm θ-∴=?=??==

同理224.6r mm =

（3）衍射光强2

0sin I I αα??

= ???

，其中sin a παθλ= 当sin a n θλ=时为暗纹，tg αα=为亮纹∴对应级数α0I

选 择 题

2001．如果某一波带片对考察点露出前5个奇数半波带，那么这些带在该点所产生的振动

的振幅和光强分别是不用光阑时的多少倍？ （ C ） （A）5 、10 （B）10 、 50 （C）10 、100 （D）50 、100 2002．下列哪一个不是光的偏振态？ （ B ）（A） 自然光 （B）白 光 （C）线偏振光 （D）部分偏振光 2003．下列哪一个是朗伯定律的数学表达式？ （ A ）（A） I?I0exp(??ad) （B）I?I0exp(?ACl) （C）I?f(?)??4 （D）T?m?b

2004．n 2 = 1 的空气对于 n 1 = 1.5 的玻璃而言，其临界角ic约为 （ B ）（A）40° （B） 42° （C）55° （D）56°

2005．将

选 择 题

2001．如果某一波带片对考察点露出前5个奇数半波带，那么这些带在该点所产生的振动

的振幅和光强分别是不用光阑时的多少倍？ （ C ） （A）5 、10 （B）10 、 50 （C）10 、100 （D）50 、100 2002．下列哪一个不是光的偏振态？ （ B ）（A） 自然光 （B）白 光 （C）线偏振光 （D）部分偏振光 2003．下列哪一个是朗伯定律的数学表达式？ （ A ）（A） I?I0exp(??ad) （B）I?I0exp(?ACl) （C）I?f(?)??4 （D）T?m?b

2004．n 2 = 1 的空气对于 n 1 = 1.5 的玻璃而言，其临界角ic约为 （ B ）（A）40° （B） 42° （C）55° （D）56°

2005．将

工程光学

第二章 理想光学系统

1、一个折射率为1.52的双凸薄透镜，其中一个折射面的曲率半径是另一个折射面的2倍，且其焦距为5cm，则这两个折射面的曲率半径分别是（7.8）cm和（-3.9）cm。

2、一个薄透镜折射率为1.5，光焦度500D。将它浸入某液体，光焦度变成-1.00D，则此液体的折射率为（1.502）。

3、反远距型光组由（一个负透镜和一个正透镜）组成，其特点是（工作距大于组合焦距）。

4、 远摄型光组由一个（正透镜）和一个（负透镜）组成，其主要特点是（焦距大于筒长），因此该组合系统常用在（长焦距镜头）的设计中。

第三章 平面与平面系统

1、反射棱镜在光学系统中的主要作用有（折叠光路）、（转折光路）和转像、倒像等，在光路中可等效为平行平板加（平面反射镜）。 2、某种波长的光入射到顶角为60°的折射棱镜，测得最小偏向角为42°15′，则该种玻璃对于入射波长的折射率为（1.557）。

3、唯一能完善成像的光学元器件是（平面反射镜），利用其旋转特性可制作光学杠杆进行放大测量；利用双光楔也可以实现（微小角度和微小位移）的测量，主要有（双光楔旋转测微）和（双光楔移动测微）两种形式。

4、用于制作光学元件的光学材料包括光学玻璃，（光学