工程光学习题参考答案典型光学系统.docx
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1、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。1-解: R = = _2 (1/m)I rlr - -0.5m A =R - PA=8DR=2DP = R A = 28 = 10DIp=-0.1mP 10. . f - -1m=R D = 1DIr-1m A = R -PA = 8DR = -1D50mm,像距离眼(2)线视场;(3)P Jr -A = -9D.1 一lP = -
2、一 = - 0.11m92.一放大镜焦距 f '' = 25mm,通光孔径 D =18mm,眼睛距放大镜为睛在明视距离250mm,渐晕系数为k=50%,试求(1)视觉放大率; 物体的位置。已知:放大镜 f , = 25mmK =50%求: 2y l-_P - D解: r =1 - 一-fD 放=18mmP = 50mm P - l = 250mm250 . P25050一 1=1 -f f2525=10 1-2=9由 K = 50% 可得:tg 与= = =0.182P 2* 50tg tg 0.18= 0.02方法ytg节.y = Dtg =250* 0.02 = 5mmtg
3、« =0.18y = 250* tg - 45mml = -200mmfe = 250mmA l=-22.2mml2y =10mm您=9X 22.2y D =P -l=P -D =50 -250 - -200mm_J_=T11-200 l 一25l =-22.22mm3. 一显微镜物镜的垂轴放大率为P = 3x,数值孔径NA = 0.1,共扼距L=180mm,物镜框是孔径光阑,目镜焦距f: = 25mm。(1) 求显微镜的视觉放大率。(2) 求出射光瞳直径。(3) 求出射光瞳距离(镜目距)。(4) 斜入射照明时, 舄=0.55Hm ,求显微镜的分辨率。(5) 求物镜的通光孔径。(6)
4、 射物高2y=6mm,渐晕系数k = 50% ,求目镜的通光孔径。已知:显微物镜E = JXNA = 0.1 共轴距L=180mm物镜框为孔径光阑fe =25mm250250 x_ e = = 10f 25I eD 500 NA=500*0.130= 1.67mm孔l(-l) l'=180J-l - -45mml =135mmlz -(lfe ) - -160mm111lz z 一 fe111lz 25 160lz =29.62mm道威判断0.5NA0.5* 0.55m01= 2.75m 目镜的 席=虹=竺2=qi85lZ-160D =67 =9.02mm0.185 2y =6mm!
5、=2 =32yK =50% 时2y=18mm189tg = 二 = 0.362* fe 25D目=2lZ*tg =2* 29.62*0.36=21.33mm4.欲分辨0.000725mm的微小物体,使用波长 岛=0.00055mm,斜入射照明,问:(1) 显微镜的视觉放大率最小应多大?(2) 数值孔径应取多少适合?视场光阑决定了物面大小,而物面又决定了照明的大小2y = 0.4NA = zr sm k = 0.5 sin ii 0.5 =sin ez = tan u =Di 2moor = 25=l = T5=>/ = 18.75jD/2=£裂=- =>0.5Zf=2 n
6、QU 255.有一生物显微镜,物镜数值孔径NA = 0.5,物体大小2y=0.4mm,照明灯丝面积 1.2 x21.2 mm ,灯丝到物面的距离 100mm采用临界照明,求聚光镜焦距和通光孔径。已知 NA=0.52y=0.4灯丝面积1.2 x 1.2 mm2灯丝到物面的距离 100mm临界照明 求:f豪和通光孔径.聚物%=_坚=_1=匚A解 J 1.23 7(l) +1' =100B . T 1l = -75 mm=> ,,J =25mmf 聚=18.75mmu =30111=llflNA =n sin usin u =0.5D=2*l*tg30 =2*25*tg3028.86m
7、m求开普勒望远镜的工作放大倍率;若筒长L=100mm,求物镜和目镜的焦距;物镜框是孔径光阑,求出射光瞳距离;为满足工作放大率的要求,求物镜的通光孔径; 视度调节在±5D (屈光度),求目镜的移动量;(6)若物方视场角2=8获象方视场角;已知:解:渐晕系数K=50%,求目镜的通光孔径。I = 000mc- = 150mm150mm中=2。mm=3.75*10里(rad)4* 1000* 1000mm有效放大率600.0003 Q1 = =83.75*10工作放大率:=1624Xfo +(fe) =L =100mm 】二L =8.fe'F Iz - -100fe =11.11if
8、o = 88.89mmfe =11.11mm求Iz6.为看清4km处相隔150mm勺两个点(设1'=0.0003rad ),若用开普勒望远镜观察,贝U:(1)(2)(3)(4)(5)Iz =12.5mm111 _ 11|7一|7一衬侦=同_禄 】=D =2.3*8 =18.4mm2.3 对于 R = 5D 、=200mmRI = -(11.11:1)I '=12.5 +200 - =212.5 -Ai代入公式1 1 1 =IIfe整理得:.了 -201.39. :1 123.4=0. . . W = 0.62 mm对于 R=5DIR =-200mmI,= -(200 -12.5
9、) = -18.75= tg_ tg 111llfe11111i 一一亏 一一 18.75 "11.11l =-10.488mm:2 =11.11 _10.488 = 0.62mmtg,.:疽=8*tg4 =0.5594 2,广=58.44 K =0.5D目=2*lz * tg,.:" =2* 12.5*0.5594 =13.985mm7.一开普勒望远镜,五经焦距f0'=200mm,目镜的焦距为fe' = 25mm,物方视场角2切=8:渐晕系数K =50% ,为了使目镜通光孔径 D = 23.7mm,在物镜后焦平面上放一场镜 ,试:(1) 求场镜焦距;(2)
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