几何光学像差光学设计部分习题详解Word格式文档下载.docx
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6人眼可简化成一曲率半径为5.6mm的单个折射球面，其像方折射率为4/3,求远处对眼睛张角为1度的物体在视网膜上所成像的大小。
7、一个折反射系统，以任何方向入射并充满透镜的平行光束，经系统后，其出射的光束仍为充满透镜的平行光束，并且当物面与透镜重合时，其像面也与之重合。
试问此折反射系统最简单的结构是怎样的。
。
8、一块厚度为15mm勺平凸透镜放在报纸上，当平面朝上时，报纸上文字的虚像在平面下10mn处。
当凸面朝上时，像的放大率为3=3。
求透镜的折射率和凸
面的曲率半径。
9、有一望远镜，其物镜由正、负分离的二个薄透镜组成，已知f1'
=500mm,f2'
=—400mm,d=300mm求其焦距。
若用此望远镜观察前方200m处的物体时，仅用第二个负透镜来调焦以使像仍位于物镜的原始焦平面位置上，问该镜组应向什么方向移动多少距离，此时物镜的焦距为多少？
10、已知二薄光组组合，f'
=1000,总长（第一光组到系统像方焦点的距离）
L=700,总焦点位置IF'
=400,求组成该系统的二光组焦距及其间隔。
方法X列出方程组并求解
于是
所以—=500,£
p=―——=—400
*」I*a丄t
Wiw3-w3
ia£
.
11、已知二薄光组组合，d=50,B=-5，共轭距L=150,11=-35,求二光组焦距
12、有一焦距140mm勺薄透镜组，通光直径为40mm在镜组前50mn处有一直径为30mm勺圆形光孔，问实物处于什么范围时，光孔为入瞳？
处于什么范围时，镜组本身为入瞳？
对于无穷远物体，镜组无渐晕成像勺视场角为多少？
渐晕一半时勺视场角又为多少？
13、有一焦距为50mm勺放大镜，直径D=40mm人眼瞳孔离放大镜20mn来观看位于物方焦平面上的物体。
瞳孔直径为4mm问此系统中，何者为孔阑、何者为渐晕光阑，并求入瞳、出瞳和渐晕光阑的像的位置和大小；
并求能看到半渐晕时的视场范围。
14、一个20倍的望远镜，视场角2毎度，物镜的焦距500mm直径62.5mm为系统的入瞳；
在物镜与目镜的公共焦面上设有视场光阑，目镜为单个正薄透镜组，求
（1）整个系统的出瞳位置和大小；
（2）视阑的直径；
（3）望远镜的像方视场角2W。
物頓为人瞳-物醍
经目镜所咸的像为
出眶--
15。
有一4倍的伽利略望远镜（目镜为负），物镜焦距160mm直径40mm眼瞳在目镜后10mm直径5mm为出瞳。
目镜直径10mm
（1）何为渐晕光阑？
其在物空间和像空间的像位置和大小？
（2）无渐晕时视场角？
（3）半渐晕时视场角？
答：
16、与一平面镜相距2.5m处有一与之平行的屏幕，其间距平面镜0.5m处有一发光强度为20cd的均匀发光点光源，设平面镜的反射率为，求屏幕上与法线交点处的照度。
17、拍照时，为获得底片的适度曝光，根据电子测光系统指示，在取曝光时间为1/255s时，光圈数应为8现在为拍摄快速运动目标，需将曝光时间缩短为1/500s，问光圈数应改为多少？
反之，希望拍照时有较大的景深，需将光圈数改为11，问曝光时间应为多少？
18、一个光学系统，对100倍焦距处的物面成一缩小到1/50的像，物方孔径角为sinU~u=,物面的照度
为1000IX，反射率为p=，系统的透过率为K=，求像面的照度。
19、对远物摄影时，要求曝光量Q=Et=，被摄物体的表面亮度为cm2,物镜的透过率K=,如取曝光时间
为1/100S，问应选用多大的光圈数，设物镜为对称型系统，Bp=1
20、如图14-76所示的放映系统，聚光镜L1紧靠物面，放映物镜L2把幻灯片成一50倍的像于银幕上光源为200W的放映灯泡，发光效率为15lm/W,灯丝面积为X1.2cm2,可看成是二面发光的余弦辐射体，它被聚光镜成像于放映物镜的入瞳上，并正好充满入瞳。
物镜的物方孔径角u=,整个系统的透过率为，
求像面照度。
聚焦时，
21、阳光直射时，地面的照度约为105lx。
现经一无像差的薄透镜组（f'
=100mm,D/f'
=1/5）来所得照度为多少？
已知太阳对地面的张角为32分，光组的透过率为1。
的折射率为，第
22、一双200度的近视眼，其远点在什么位置？
矫正时应戴何种眼镜？
焦距多大？
若镜片一面的半径是第二面半径的4倍，求眼镜片两个表面的半径。
23、有一16D的放大镜，人眼在其后50mn处观察，像位于眼前400mn处，问物面应在什么位置？
若放大镜的直径为15mm通过它能看到物面上多大的范围？
24、有一显微镜系统，物镜的放大率为-40，目镜的倍率为15（设均为薄透镜），物镜的共轭距为195mm，
求物镜和目镜的焦距、物体的位置、光学筒长、物镜与目镜的间距、系统的等效焦距和总倍率。
25、一显微镜物镜由相距20mm的二薄透镜组成，物镜的共轭距为195mm放大率-10倍，且第一透镜承担
总偏角的60%，求二透镜的焦距。
26、一个显微镜系统，物镜的焦距为15mm目镜的焦距为25mm设均为薄透镜，二者相距190mm求显
微镜的放大率、物体的位置以及系统的等效焦距和倍率。
如果用来作显微摄影，底片位于离目镜500mm的
位置，问整个显微镜系统应向何方向相对于物面移动多少距离？
整个系统的横向放大率为多少？
27、一个人的近视程度是—2D,调节范围是8D,求：
远点距离，近点距离，配戴100度的近视镜求该镜的
焦距及戴上后看清的远点距离和近点距离。
28、一显微镜物镜的垂轴放大率为-3倍，数值孔径=，共轭距L=180mm物镜框是孔径光阑，目镜焦距25mm求
（1）显微镜的视觉放大率，
（2）出瞳直径，（3）出瞳距，（4）斜入射照明时，对微米波长求显微镜分辩率，（5）物镜通光口径，（6）设物高2y=6mm，50%渐晕，求目镜的通光口径。
29、作外形尺寸计算：
总长=250mm,放大倍数r=—24,为正常放大率，2W=148'
的开氏望远镜，入瞳与
物镜重合。
30、上题中若加入一个-1倍的单组透镜转像系统，筒长增加240mm求转像透镜的焦距和通光直径、第一实像面位置处场镜的焦距与通光直径、出瞳距、半渐晕成像时目镜的通光直径。
31、带双组透镜转像系统的望远镜，物镜焦距300mm目镜焦距30mm二转像透镜焦距分别为200mm和
300mm间距250mm系统的物方视场角2W=4度，有场镜和分划板，物镜通光口径60mm为入瞳。
求像方视场角，场镜和分划板的直径，如在第一转像透镜后100mm处设光阑，且使主光线过其中心，求其大小和
场镜的焦距，并求系统出瞳位置和大小，各透镜保证能让轴上点边光和视场边缘点主光线通过的通光直径。
若目镜视度调节正负5D,求目镜移动距离。
32、已知投影物镜2将大小为24mrW32mm的图片投影到距物镜为6m远处一大小为1.5mX2m的屏上，像面充满屏并且照度均匀。
该物镜的相对孔径为1:
4，光源是直径为20的面光源，求：
图片到物镜的距离
12;
投影物镜2的焦距和通光直径；
光源到聚光镜的距离|1;
聚光镜1的焦距和通光直径；
光学系统的拉
氏不变量J。
33、一个光学系统，知其只包含初级和二级球差，更高级的球差很小可忽略不计。
已知该系统的边光球差
=0，带光球差=—，求
（1）表示出此系统的球差随相对高度的展开式，并计算和带光球差；
（2）边缘光的
初级球差和高级球差；
（3）最大剩余球差出现在哪一高度带上，数值多少？
34、上题的系统，如果改变结构参数（保持系统焦距不变）调整初级球差使边光球差与带光球差等值异号，并假设改变结构参数时高级球差不变，求出此时的球差展开式以及边光和带光的球差值，并回答在哪一高度带上球差为0，哪一高度带上剩余球差最大，数值为何？
35、如果把第1题中系统的相对孔径提高一倍，边光的初级球差、高级球差和实际球差各为多少？
如果改
变结构参数使初级球差在边缘带重与高级球差（仍假定不随结构参数而变）平衡而使边光球差为零，问此时的带光球差为多少？
36、已知会聚折射球面的一对齐明点相距30mm球面两边介质的折射率分别为n=和n'
=1,求此折射球面
的曲率半径及齐明点的位置和放大率。
如将其组成一个无球差的透镜，写出此透镜的结构参数。
如将此透镜用于一个系统的像方会聚光束中，其光束孔径角u'
=，问经此透镜后光束的孔径角。
37、单正透镜恒产生负球差，而平行平板恒产生正球差。
有一折射率为的单透镜，它对无穷远物体成像时的最小球差形状，正好是凸面朝向物体时的平凸形状。
据理回答在其后面加上尽可能厚的平行平板，能否以其正球差抵消了透镜的负球差。
38、一个折射球面，半径r=-50，物方介质为玻璃，像方介质为空气，有一束自轴外点发出的平行光束入射于该球面，试问当光阑位置分别为lp=－70，－50，－30时，定性判断其彗差、细光束像散、场曲、畸
变和倍率色差的情况。
39、如将上题的折射球面作为一个透镜的第二面，透镜的厚度为4mm且对原入射的斜平行光束，其子午
彗差、像散、畸变和倍率色差均不产生，求第一面的半径和光阑的位置。
40、一会聚的双凸薄透镜，物方无穷远，试分别对光阑在透镜之前、与透镜重合和在透镜之后的三种情况，以图形定性表示出球差、位置色差、像散、场曲、畸变和倍率色差，并回答为什么不能表示彗差的情况。
41.一双胶合物镜，焦距250mm第一透镜用K8玻璃（nd=,v=,第二透镜用F2玻璃（nd=,v=,求消色差解©
1和©
2o
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