武汉理工大学考试试题纸（A 卷） 课程名称 应用光学 专业班级 0501～03 题号 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 题分 备注: 学生不得在试题纸上答题(含填空题、选择题等客观题 总分 一、选择题（每题 1 分，共 5 分） 1 ．发生全反射现象的必要前提是： A) 光线由光疏介质到光密介质传播 C) 光线在均匀介质中传播 B) 光线由光密介质到光疏介质传播 D) 以上情况都可能产生 2．周视照相机可以拍摄大视场景物，其利用的： A) 节点的性质 B)主点的性质 C)焦点的性质 D)以上答案都正确 3 ．在望远镜的视度调节中，为适应近视人群，应采取的是： A)使物镜远离目镜 B)使目镜远离物镜 C)使目镜靠近物镜 D)应同时调节物镜和目镜 4．棱镜系统中加入屋脊面，其作用是： A 改变光轴的方向 B)改变主截面内像的方向 C)改变垂轴于主截面方向上像的方向 D)以上都正确 5 ．光学系统中场镜的作用是： A)改变成像光束的位置 B)减小目镜的尺寸 C)不改变像的成像性质 D)以上都正确 二、填空题（每题 2 分，共 10 分） 1 ．显微镜中的光学筒长指的是（ 2 ．光学系统中像方顶截距是（ ） ） ） ） ） 3 ．用波像差评价系统成像质量的瑞利准则是（ 4 ．望远系统中物镜的相对孔径是（ 5．棱镜的转动定理是（ 三、简答题（共 20 分） 1．什么叫孔径光阑？它和入瞳和出瞳的关系是什么？（4 分） 2．什么叫视场光阑？它和入窗和出窗的关系是什么？（4 分） 3．几何像差主要包括哪几种？（4 分） 4. 什么叫远心光路？其光路特点是什么？（4 分）
四、分析作图题（共 25 分） 1. 已知正光组的 F 和 F’，求轴上点 A 的像，要求用五种方法。（8 分） 2. 已知透镜的焦距公式为 f ' ?? ??( n ? 1 ) ? n( 1 ??nr1 r ) ? ( n ?1) n ?1 n ?1 ， l ' H ??? f ' d ， l H ??? f ' d ， d ??nr nr ?? r2 r ?? 2 ?? 分析双凹透镜的基点位置，并画出 FFL、BFL 和 EFL 的位置。（9 分） 3. 判断下列系统的成像方向，并画出光路走向（8 分） （a） （b） 五、计算题（共 35 分） 1．由已知 f1?? 50mm ， f 2?????150mm 的两个薄透镜组成的光学系统，对一实物成一放大 4 倍的实像，并 且第一透镜的放大率 ?1 ???2? ，试求：1.两透镜的间隔；2.物像之间的距离；3.保持物面位置不变，移动 2. 已知一光学系统由三个零件组成，透镜 1： f1???? f1 ?100 ，口径 D1 ? 40 ；透镜 2： f 2????? f 2 ?120 ，口径 D2 ? 30 ，它和透镜 1 之间的距离为 d1 ? 20 ；光阑 3 口径为 20mm，它和透镜 2 之间的距离 d2 ? 第一透镜至何处时，仍能在原像面位置得到物体的清晰像？与此相应的垂铀放大率为多大?（15 分） 30 。物点 A 的位置 L1 ???200 ，试确定该光组中，哪一个光孔是孔径光阑，哪一个是视场光阑？（20 分）
武汉理工大学教务处
试题标准答案及评分标准用纸
课程名称：应用光学
（A 卷）
一、选择题（每题 2 分，共 10 分）
1．B；2．A；3．C；4．C；5．D
1．物镜的像方焦点 ? 到目镜物镜焦点 之间的距离
物 目
二、填空题（每题 2 分，共 10 分）
FF
2．又叫后截距，用 lF? 表示，是系统最后一个面的顶点到像方焦点之间的距离
3．一般认为最大波像差小于四分之一波长，则系统质量和理想光学系统没有显着差别
4．入瞳直径 D 和物镜焦距 f ? 之比 f ??
物
D
物
5．假设物空间不动，棱镜绕 P 转 θ，则像空间先绕 P’转 ( ?1)n?1? ，后绕 P 转 θ
三、简答题（每题 4 分，共 20 分）
1．限制进入光学系统的成像光束口径的光阑叫空径光阑。把孔径光阑在物空间的共轭像称为入瞳，空径 光阑在系统像空间所成的像称为出瞳，入瞳和出瞳是物和像的对应关系。
2．限制成像范围的光阑叫视场光阑。视场光阑在物空间的像称为入射窗，在像空间所成的像称为出射窗。 3．主要有七种：球差、彗差(正弦差)、像散、场曲、畸变、位置色差、倍率色差。
4．物方远心光路和像方远心光路统称为远心光路。特点：物方远心光路中的入射光束的主光线都和光轴平行，
像方远心光路中出射光束的主光线都和光轴平行。
5．F 数指的是物镜的相对孔径的倒数 D ，F 数又称为光圈。 1．如图：
f?
四、分析作图题（共 25 分）
2．可知：r1 < 0，r2 > 0，d 为任意值，把 f ? 的表达式代入 lH? 和 lH ，分析后可得： lH??? 0 ， lH ? 0 ，其基点位置：
3. (a)
．
(b)
五、计算题（共 35 分）
1．解：1）因为：? ? ?1 ? 2；? ? 4；?1 ???2；所以得：?2＝2
由牛顿公式：?1＝－
x1?
f1??
所以：l1??? f1??? x1??? f1??? ?1 f1?? 50 ? ( ?2) ? 50 ?150 l1 ?
l?
1
?1 ?
150
?2 ???75
同理：l2??? (1 ? ?2 ) f2??? (1 ? 2) ? ( ?150) ?150 l2 ?
l?
2
?2 ?
150
2 ? 75
可得：d ? l1??? l2 ? 75
2） L ???l1 ? l2??? d ? 75 ? 150 ? 75 ? 300
3）即保持共轭距 L1 不变
第一透镜的共轭距： L1 ? l1??? l1 ? 150 ? 75 ? 225
1
l ??
??1 ??1
，可得： ??
?l ???75 ?l?1 ???150 ??
l 50 ?l1??? 150 ?l???? 75
? 1
1 ??1 l ???????；??????? 2 ???1 此时： ??????
1
l?1
2 2
2 ．解：1）由于透镜 1 的前面没有任何光组，所以它本身就是在物空间的像。
2）先求透镜 2 被透镜 1 所成的像。也就是已知像求物
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