【正文】 統(tǒng)后如何成像？ (a) (b) 習題 23 圖 24. 一“米”字車輪位于光學系統(tǒng)前方，如下圖，成像后產(chǎn)生象散。2501 ????? fPf （ 2） mmP hy 10509 950039。 ???ll? 13539。tan39。fllllyyllL????????? ∴ mmf 39。39。10039。 解： 139。 2 5 11. 84 59. 2y y m m m m? ?? ? ? ? 3）用裸眼觀察寶石時： ??? ytg ? ?) r c ta n (22 ??? ? 4）用放大鏡觀察寶石時： 39。3ll???? ??? 求得 39。39。 柱面鏡可用于寬銀幕放映。 15 1539。 答：激光工作物質(zhì)的能級系統(tǒng)主要有三能級系統(tǒng)和四能級系統(tǒng)。 激光束的準直實質(zhì)上是改善激光束的發(fā)散角，其形式上常采用倒置望遠鏡系統(tǒng)。 答： 由公式 00fzf z z?? ? ? ??? ? ???可知， 當 z?? 時，即入射光束的束腰遠離透鏡時，出射光束的束腰半徑 039。 ?? 的頻率范圍 Hzv ?? ，求腔長1lm? 時，光束中包含的縱模數(shù) ??N 相 長間隔 ???? 解： nlcvvv qq 21 ???? ? 相鄰頻率間隔 Hzm smnlcv 88 /1032 ???????? 光束中包含的縱模數(shù) 88 ?????? HzHzN ?? 由 ???? ??? 得 c2?????? ????? 相鄰波長間隔 nmm 4128268 )( )( ??? ????? ????? ? 5．諧振腔的作用是什么？激光的方向性強和單色性好的特點從何而來？ 答：（ 1）諧振腔是位于激光器兩端的一對反射鏡，它可以使激光部分透過并輸出，諧振腔的作用就是只讓與反射鏡軸向平行的光束能在工作物質(zhì)中來回的反射，鏈鎖式的雪崩放大，最后形成穩(wěn)定的激光輸出，偏離軸向的光從側(cè)面溢出。所以第一對物像共軛位置是以輸入面處衍射后的平行光為物方，對應的像方是頻譜面 (即透鏡的后焦面 )。IIS 。在這種情況下，控制第一對物像位置的像差就是控制無窮遠物體成像在頻譜面上的球差 IS 、彗差 IIS 、像散 IIIS 、場曲 IVS 而控制第二對物像位置的球差、慧差就相當于控制光瞳球差和光瞳慧差 39。 ？為什么？ 答：（ 1）首先傅里葉變換透鏡必須對兩對物像共軛位置控制像差。時，我們可得0 ()fz?? ??? ?? ， 因此 ?0? 除與 z 有關(guān)外，還與 ?39。?????? ??? lf f 其中 1l 為束腰與負透鏡的距離，當束腰與負透鏡重合時，橫向放大率與望遠鏡相同，通常情況下，其值大于望遠鏡的橫向放大率，所以激光擴束望遠鏡比一般望遠鏡能更好地準直光束。有關(guān)，要想獲得較小的 39。 8 倍目鏡。39。 25 4. 63 29 .6 3zex x f fffxxx mml f x mm???????? ? ? ? ? 3）顯微鏡分辨率為 0. 61 0. 55 3. 35 5 0. 00 33 55NAm m m?????? ? ? 4） 物鏡的通光孔徑 2 s i n 2 0. 1 45 9ul mm? ? ? ? 18. 一伽里略望遠鏡， 放大倍率為 2，一投影物鏡，焦距為 100，如何組合使系統(tǒng)焦距為 50？何種透鏡可用于寬銀幕放映？畫出組合系統(tǒng)光路圖。50 0 0. 1 30NADmm? ???? 出瞳距為入瞳對目鏡所成像的像距，由牛頓公式得 39。f ，則有 39。 2 5 0 2 5 .41 1 1 1 .8 439。39。1139。1111???????????????????????場場 （ 2） mmrr n 450))(1( 21121 ?????????? ???? ? ??已知 8．有一臺 35mm 的電影放映機，采用碳弧燈作光源，要求銀幕光照度為 100lx，放映機離開銀幕的距離為 50m，銀幕寬 7m， (碳弧燈的亮度 mcdL ?? )，求放映物鏡的焦距、相對孔徑和視場。39。39。 ??? （ 3） 18039。39。cy???? ，若 IC =0, IIC =? 若兩薄透鏡是雙分離，情況又如何 ? 答： 雙膠合薄透鏡 等于零 , 雙分離 不等零 ，在物鏡中的正透鏡和負透鏡，哪種用冕牌玻璃，哪種用火石玻璃 ?為什么 ? 答： 正透鏡 王冕 ，負透鏡 火石 ，因根據(jù)校色差公式，正透鏡必須采用 高 Abbe 數(shù)的玻璃， 負透鏡必須采用 低 Abbe 數(shù)的玻璃 ，校正色差為什么在 mh 帶 ? 答： 使近軸色差 、邊緣帶色差 和 色球差均小， 此時 近軸色差 、邊緣帶色差 大小相等符號相反 。 其大小與距物鏡的距離 無 關(guān) 。 ??tK 039。由于場鏡與像平面重合，故除產(chǎn)生正場曲和由此衍生的正畸變外，不產(chǎn)生其它像差。 ?初）? 2) mmun m 39。39。FCl? = (1) (2) 解：（ 1） 根據(jù)處及色差公式： ? ???? kkkFC hunl 12239。mL? =? 0 (2) 39。(39。2 139。39。 2212 ?????? nnmmdLL 所以： mmr 602 ?? （ 2） 21???? 222222222 )()39。設太陽灶的反射率為 50%太陽的光亮度為 太 陽直徑對太陽灶焦點而言其平面角 。假設銀幕為朗伯輻射體，求銀幕上的光亮度和光出射度。又如果調(diào)焦于無限遠，即 ??p ，求近景位置 2p 和景深為多少？二者比較說明了 什么？（ ， ? ； ， ? ） 解 : 1）對準平面以后的整個空間都能在景像平面上成清晰像即 ???1 ；此時???? ,2?ap ，根據(jù)公式可求得 mp ? 2）當 ??p 時 ???? ,22 ?ap 根據(jù)公式可求得 mp ? 3）比較 說明了把對準面放到無限遠時的景深要小些 第五章 物體的光亮度就是人眼感到的明亮程度，這種說法對嗎？ 答： 從光亮度定義來說 這種說法 是 不對 的。39。439。,2239。39。39。39。1139。39。1 ，求光楔折射角 ? 的大小。（ ,10039。 ∴mmdyDmmDmmd12)(2)tan39。 有一直徑為 mmD 20? ，焦距為 mmf 10039。 （最近點 1m 最遠點 6m） 解，最近點與鏡下邊緣連線的光剛能夠進入人眼，mxxtgtg 1/ ??????? ?? 最遠點與鏡上邊緣連線的光剛能夠進入人眼，mxxtgtg 6/23/ ??????? ?? 第三章 為什么日常生活中人們對鏡自照時一般不易感覺到鏡中所成的鏡像和自己的實際形象不同？ 答：因為人體左右基本上是對稱的。2 ?y 39。 A 39。,nn 的相對大小及物像的虛實。 39。 ?????? ylx 晴天時利用一塊凹面鏡就能點火，利用凸面鏡能點火嗎？為什么？ Hl39。239。( 37039。對于玻璃透鏡有： 39。39。11 nr??1480 2）凸面 鍍銀 后，根據(jù)題意有： 3801 ln?? nl 803 ?? 23 39。1 ????? ?????? ????????????????????????????dnrrndrldnrrndrldnnfldnnflHHFF)1()(39。39。 解：設移動前物距為 1l ，像距為 139。20039。 ??????? ? ；； ? 根據(jù)公式 llfll39。?mml 一架幻燈機的投影鏡頭 mmff 7539。F 的位置，如圖 2－ 68 所示，假定物像空間介質(zhì)的折射率相同， 試用作圖法求出該系統(tǒng)的物、像方主平面的位置及其物方焦點位置。B 為像點，試采用作圖法求解薄透鏡的主點及 焦點的位置。同時，大氣層密度不均勻，折射率水接近地面而逐漸增大。 一束在空氣中波長為 ?? 的鈉黃光從空氣射入水中時，它的波長將變?yōu)槎嗌?？在水中觀察這束光時其顏色會改變嗎？ 答： 39。另一方面，折射光線的彎曲程度還與入射角有關(guān)。 ● ● ● ● (a) (b) 圖 2－ 66 如圖 2－ 67 所示，已知物、像的大小及位置，試利用圖解法求解出焦點的位置，設物、像位于同一種介質(zhì)空間。 解：mmfmmlllfll20039。1 fll ??，可求出 ml 839。1???? mmf mml 4039。39。根據(jù)題意有： 39。 解：根據(jù)公式 ? ?? ? ? ?21221 1139。)11(39。,339。1(39。1 ?????? 對于水有： ?????? r ?? ∴ )10(21 ?????????? 1組成厚透鏡的兩個球面的曲率半徑分別為 mmrmmr 60,40 21 ??? ，透鏡的厚度 mmd 20? ，折射率 ?n ，一物點放在曲率半徑為 1r 的折射球面前 mm80位置處，求像的位置。 ????HF lfl) 解： 由 圖 可求 mmlmmfmmlHF 37039。39。 答：不能。1212???? ???????????????? lnnlcmll 2） 同樣對于第一面其象任在頂點，垂軸放大倍率為 1，對于第二面： 321310)20(39。 C n n 39。 （ 2） 將第一 面鍍膜，就相當于凸面鏡 像位于第一面的右側(cè)，只是延長線的交點，因此是虛像。39。 l 39。（僅考慮軸上點） d1 20 F ＇ 圖 3－ 36 解： d D1 D2 2y′ D f＇ d1 d2 2ω F ′ α 物 鏡 平 板 望遠系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)光路 Sketch of telescope 52/2039。 A ＇ A d 圖 3－ 37 解：套用公式 dnnl 139。 一平行平板厚度為 d ，折射率為 n ，入射光線方向如圖 3－ 41 所示，若平行平板繞 O 點旋轉(zhuǎn) ? ，試求光線側(cè)向位移的表示式。（ ； ） 解： )2s i n()](21s i n[ ???? nnm ??? 若置于水中 由公式求得 ?? ? 第四章 一薄透鏡的焦距 mmf 3539。1???????????????? 3） cmDcmlllyyfll 39。 （第二個孔為光闌， mmlmmycmDcml 1539。 ??? 一焦距 mmf 10039。1及已知條件可求得入瞳的大小及位置 300mm,200mm 求得出瞳的大小及位置 60mm,40mm 像的大小及位置 , A B 4 、 一 個 雙 薄 透 鏡 21,LL 構(gòu) 成 的 光 學 系 統(tǒng) ， 透 鏡 的 焦 距 分 別 為mmfmmf 1039。? ，底片像幅尺寸為 23624 mm? ，求該相機的最大視場角。（ ， ， ? ； ， ， ? ； ， ? ； ， ， ? ； ， ， ? ； ， ? ） 解：當遠景平面為無限遠時 ： ????? 。（ ） 解：根據(jù)高斯公式39。1 7 5 ?? 可求得 mmD 39。（ P150 JQ ? ） 解： )()( 1000)(JQWVKmve????????? ? 設有一個 W60 的燈泡，其發(fā)光效率為 Wlm/15 ，假定燈泡是各向均勻發(fā)光的點光源，求 1）光源的發(fā)光強度； 2）在距燈泡 2 米處垂直照明的屏上光照度。（應光理論概要 P160 ntLlxE , ?? ） 解：222/ osmcdELlxrIE??????????? 1一房間長 m5 ，寬 m3 ，高 m3 ，一均勻發(fā)光的燈懸掛在天花板中心，