1、一、简答题1、 什么是共轴光学系统、光学系统物空间、像空间?2、 几何光学的基本定律及其内容是什么?3、 什么是理想像和理想光学系统。4、 理想光学系统的基点和基面有哪些?5、 如何确定光学系统的视场光阑? 6、 什么是光学系统的孔径光阑和视场光阑?7、 成像光学系统有哪两种色差?试说明它们的成因?8、 常见非正常眼有哪两种?如何校正常见非正常眼?9、 瑞利判据和道威判据。10、 光学系统极限分辨角为多大?采取什么途径可以提高极限分辨角?11、 相速度、群速度。12、 等厚干涉、等倾干涉。13、 惠更斯菲涅耳原理14、 请分别写出多缝干涉亮纹和单缝衍射暗纹条件,并由此简述光栅缺级条件。15、
2、常见非正常眼有哪两种?如何校正常见非正常眼?二、填空题1、在空气和折射率为2的介质界面上发生全反射的临界角是30。2、空气中,光焦度可表示为 ,它表示光学系统对光束汇聚(或发散)的本领。或越小,越大.若,光组是汇聚(汇聚或发散)光组,愈大,汇聚(汇聚或发散)本领愈大,反之亦然.3、凡1次镜面反射或奇数次镜面反射的像称为镜像,物的坐标关系若为右手,则像的坐标关系为左手。4、入瞳孔径越大,则景深越小;对准平面距离越远,则景深越大.5、照相机中的可变光阑起的是孔径光阑的作用,它限制的是进入系统的光的能量。6、单色像差有(写出其中的三个)球差, 慧差, 像散, 场曲。7、望远镜分辨率以能分辨的两物点对
3、望远镜的张角表示;照相系统的分辨率以像平面上每毫米能分辨的伴对数N表示。8、光波的空间周期是指 光波波长,空间频率是指波长的倒数。9、干涉条纹的可见度定义为K= (IM-Im) / (IM+Im),当两束相干光振幅相同时,条纹可见度K= 1 。10、如图所示,用波长为的单色光垂直照射折射率为的劈尖薄膜,图中各部分折射率的关系为。观察反射光的干涉条纹,从劈尖顶开始向右数第6条暗条纹中心所对应的厚度为11/4n2.11、在多缝衍射中,随着狭缝数目的增加,衍射图样有两个显著的变化,即光的能量向主极大的位置集中,亮纹变得更加细而亮。12、设计一光栅,要求:(1) 能分辨钠光谱589nm和589。6nm
4、的第二级谱线;(2) 第二级谱线的衍射角;设光线正入射,则光栅总刻痕数应满足的条件为N=491;光栅常数应满足的条件为d=2。36x10-3(用mm表示)。1、几何光学三个基本定律是:,。2、空气中,光焦度可表示为 ,它表示光学系统对光束汇聚(或发散)的本领。或越小,越大.若,光组是发散(汇聚或发散)光组,绝对值愈大,光组是发散(汇聚或发散)本领愈大,反之亦然。3、凡2次镜面反射或偶数次镜面反射的像称为一致像,物的坐标关系若为右手,则像的坐标关系为右手.4、入瞳孔径越小,则景深越大;对准平面距离越近,则景深越小.5、照相机中的底片框起的是视场光阑的作用,它限制的是物象空间成像范围的大小。6、复
5、色光成像时,由于介质的色散性而引起的不同色光之间成像的差别,称为色差.色差分为轴向色差和垂轴色差7、显微镜的分辨率以物平面上能分辨的两物体间的最小(最大/最小)距离表示,照相物镜的分辨率以像平面上每毫米能分辨的两物点表示;8、光的波长表示光具有空间周期性,波长的倒数表示其空间频率.9、满足(1)两束光波频率相同、(2)振动方向相同、(3)固定不变的相位差的光称为相干光。10、如图,用波长的单色光垂直照射到空气劈尖上,从反射光中观察干涉条纹距顶点处是暗条纹。使劈尖角连续增大,直到该点处再次出现暗条纹为止,则劈尖角的改变量为/2L。11、通常的衍射光栅是基于夫琅和费衍射原理进行工作的。若按其对入射
6、光波的调制作用,光栅可分为:振幅光栅和相位光栅.12、光栅光谱仪作为一种分光仪器,主要性能指标有色散本领、分辨本领和自由光谱范围.三、作图题 见“应用光学习题对应部分。四、计算题见“应用光学习题、“物理光学习题”对应部分,及作业题.这里补充几个题。1、已知照相物镜的焦距,被摄景物位于(以F 点为坐标原点)处,试求照相底片应分别放在离物镜的像方焦面多远的地方。解:1、解:由牛顿公式得(1)(2)(3)(4)2、有一正薄透镜对某一物成倒立的实像,像高为物高的一半,今将物面向透镜移近100mm,则所得像与物同大小,求该正透镜组的焦距。1、解:由牛顿公式的横向放大率公式得物面移动前后的放大率分别为因物
7、面移动前后物距之差为所以,正薄透镜的焦距为3、在杨氏实验中,两小孔距离为1mm,观察屏离小孔的距离为50cm,当用一片折射率1。58 的透明薄片帖住其中一个小孔时发现屏上的条纹系统移动了0.5cm,试决定试件厚度。解:按题意,此时两光束光学厚度相同,即几何关系 ,4、双缝间距为mm,离观察屏m,用钠灯做光源,它发出两种波长的单色光= 589。0nm和= 589。6nm,问两种单色光的第10级这条纹之间的间距是多少?解:由杨氏双缝干涉公式,亮条纹时:所以,两种波长的光的10级条纹(m=10)位置分别为, 因此,条纹间距为5、一块光栅的宽度为10cm,每毫米内有500条逢,光栅后面放置的透镜焦距为500nm。问:它产生的波长的单色光的1级和2级谱线的半宽度是多少?解:由题意,光栅常数和缝数分别为由光栅方程 得1、2级衍射条纹的衍射角分别为 , ,这里的,确定了谱线的位置由衍射条纹的半角为,得所以条纹的半宽度分别为6、用钠黄光垂直照射一光栅,它的第三级光谱恰好分辨开钠双线(),并测得的第二级光谱线所对应的衍射角为,第三级缺级。试求该光栅的总缝数、光栅常数、缝宽.解:(1) 由光栅色分辨本领:,得:将钠双线的平均波长,代入上式,可得光栅总缝数。(2) 由光栅方程可得光栅常数为:.(3) 又由于光栅第三级缺级,故有,所以缝宽为:。