应用光学课后答案省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

第二章第二章 部分习题答案部分习题答案第1页一、物像位置关系一、物像位置关系二、物像大小关系二、物像大小关系牛顿公式牛顿公式高斯公式高斯公式2、轴向放大率、轴向放大率1、垂轴放大率、垂轴放大率3、角放大率、角放大率三、物方像方焦距关系三、物方像方焦距关系四、物像空间不变式四、物像空间不变式第2页解解:2.2.有一放映机，使用一个凹面反光镜进行聚光照明，光源经过反有一放映机，使用一个凹面反光镜进行聚光照明，光源经过反光镜反射以后成像在投影物平面上。光源长为光镜反射以后成像在投影物平面上。光源长为10mm10mm，投影物高，投影物高为为40mm40mm，要求光源像等于投影物高；反光镜离投影物平面距离，要求光源像等于投影物高；反光镜离投影物平面距离为为600mm600mm，求该反光镜曲率半径等于多少，求该反光镜曲率半径等于多少?第3页HHFF4 试用作图法对位于空气中正透镜组试用作图法对位于空气中正透镜组()分别求分别求以下不一样物距像平面位置以下不一样物距像平面位置.l=像平面为像平面为:像方焦平面像方焦平面.l =f第4页HHFFl=2f像平面为像平面为AB所在平所在平面面,如图示如图示.l =2fABAB4 试用作图法对位于空气中正透镜组试用作图法对位于空气中正透镜组()分别求分别求以下不一样物距像平面位置以下不一样物距像平面位置.第5页HHFFl=f像平面在像像平面在像空间无限远空间无限远处处.l =AB 4 试用作图法对位于空气中正透镜组试用作图法对位于空气中正透镜组()分别求分别求以下不一样物距像平面位置以下不一样物距像平面位置.第6页HHFF像平面为像平面为AB所在平所在平面面,如图示如图示.l =fABAB4 试用作图法对位于空气中正透镜组试用作图法对位于空气中正透镜组()分别求分别求以下不一样物距像平面位置以下不一样物距像平面位置.第7页HHFF像平面为像平面为:像方主平面像方主平面l=0ABAB4 试用作图法对位于空气中正透镜组试用作图法对位于空气中正透镜组()分别求分别求以下不一样物距像平面位置以下不一样物距像平面位置.第8页HHFF像平面为像平面为AB所在平所在平面面,如图示如图示.l =f/3ABAB4 试用作图法对位于空气中正透镜组试用作图法对位于空气中正透镜组()分别求分别求以下不一样物距像平面位置以下不一样物距像平面位置.第9页HHFFl=fABBA像平面为像平面为AB所在平所在平面面,如图示如图示.l =f/24 试用作图法对位于空气中正透镜组试用作图法对位于空气中正透镜组()分别求分别求以下不一样物距像平面位置以下不一样物距像平面位置.第10页HHFFl=2f像平面为像平面为AB所在平所在平面面,如图示如图示.l =2f/3ABAB4 试用作图法对位于空气中正透镜组试用作图法对位于空气中正透镜组()分别求分别求以下不一样物距像平面位置以下不一样物距像平面位置.第11页HHFFl=像平面为像平面为:像方焦平面像方焦平面.l =f4 试用作图法对位于空气中正透镜组试用作图法对位于空气中正透镜组()分别求分别求以下不一样物距像平面位置以下不一样物距像平面位置.第12页HHFFl=像平面为像平面为:像方焦平面像方焦平面5 试用作图法对位于空气中负透镜组试用作图法对位于空气中负透镜组()分别求分别求以下不一样物距像平面位置以下不一样物距像平面位置.第13页l=2f像平面为像平面为AB所在平所在平面面,如图示如图示.HHFFABBA5 试用作图法对位于空气中负透镜组试用作图法对位于空气中负透镜组()分别求分别求以下不一样物距像平面位置以下不一样物距像平面位置.第14页l=fHHFFABBA像平面为像平面为AB所在平所在平面面,如图示如图示.5 试用作图法对位于空气中负透镜组试用作图法对位于空气中负透镜组()分别求分别求以下不一样物距像平面位置以下不一样物距像平面位置.第15页像平面为像平面为AB所在平所在平面面,如图示如图示.HHFFABBA5 试用作图法对位于空气中负透镜组试用作图法对位于空气中负透镜组()分别求分别求以下不一样物距像平面位置以下不一样物距像平面位置.第16页像平面为像平面为:像方主平面像方主平面l=0ABABHHFF5 试用作图法对位于空气中负透镜组试用作图法对位于空气中负透镜组()分别求分别求以下不一样物距像平面位置以下不一样物距像平面位置.第17页像平面为像平面为AB所在平所在平面面,如图示如图示.HHFFABAB5 试用作图法对位于空气中负透镜组试用作图法对位于空气中负透镜组()分别求分别求以下不一样物距像平面位置以下不一样物距像平面位置.第18页l=f像平面在像像平面在像空间无限远空间无限远处处.AB HHFF5 试用作图法对位于空气中负透镜组试用作图法对位于空气中负透镜组()分别求分别求以下不一样物距像平面位置以下不一样物距像平面位置.第19页l=2f像平面像平面为为AB所在平所在平面面,如图如图示示.ABABHHFF5 试用作图法对位于空气中负透镜组试用作图法对位于空气中负透镜组()分别求分别求以下不一样物距像平面位置以下不一样物距像平面位置.第20页l=像平面为像平面为:像方焦平面像方焦平面.l =fHHFF5 试用作图法对位于空气中负透镜组试用作图法对位于空气中负透镜组()分别求分别求以下不一样物距像平面位置以下不一样物距像平面位置.第21页解解:6.6.已知摄影物镜焦距已知摄影物镜焦距f=75mmf=75mm，被摄景物位于距离，被摄景物位于距离x=-,-x=-,-10,-8,-6,-4,-2m10,-8,-6,-4,-2m处，试求摄影底片应分别放在离物镜像方处，试求摄影底片应分别放在离物镜像方焦面多远地方焦面多远地方?第22页解解:7.7.设一物体对正透镜成像，其垂轴放大率等于设一物体对正透镜成像，其垂轴放大率等于-1-1，试求物平面与像平面位置，并用作图法验证。试求物平面与像平面位置，并用作图法验证。第23页解解:8.8.已知显微物镜物平面和像平面之间距离为已知显微物镜物平面和像平面之间距离为180mm180mm，垂轴放大，垂轴放大率等于率等于-5-5，求该物镜组焦距和离开物平面距离，求该物镜组焦距和离开物平面距离(不考虑物镜不考虑物镜组二主面之间距离组二主面之间距离)。第24页解解:9.9.已知航空摄影机物镜焦距已知航空摄影机物镜焦距f=500mmf=500mm，飞机飞行高度为，飞机飞行高度为6000m6000m，相机幅面为，相机幅面为300300mm300300mm2 2，问每幅照片拍摄地面面积。，问每幅照片拍摄地面面积。第25页10.10.由一个正透镜组和一个负透镜组组成摄远系统，前组正透由一个正透镜组和一个负透镜组组成摄远系统，前组正透镜焦距镜焦距f f1 1=100=100，后组负透镜焦距，后组负透镜焦距f f2 2=-50=-50，要求由第一，要求由第一组透镜到组合系统像方焦点距离组透镜到组合系统像方焦点距离D D与系统组合焦距之比为与系统组合焦距之比为11.511.5，求二透镜组之间间隔，求二透镜组之间间隔d d应为多少应为多少?组合焦距等于多组合焦距等于多少少?第26页解解:第27页第28页11.11.假如将上述系统用来对假如将上述系统用来对10m10m远物平面成像，用移动第二组远物平面成像，用移动第二组透镜方法，使像平面位于移动前组合系统像方焦平面上，透镜方法，使像平面位于移动前组合系统像方焦平面上，问透镜组移动方向和移动距离。问透镜组移动方向和移动距离。第29页第30页第一组透镜第一组透镜1111111解解:12.12.由两个透镜组成一个倒像系统，设第一组透镜焦距为由两个透镜组成一个倒像系统，设第一组透镜焦距为f f1 1，第二组透镜焦距为，第二组透镜焦距为f f2 2，物平面位于第一组透镜物方焦面，物平面位于第一组透镜物方焦面上，求该倒像系统垂轴放大率。上，求该倒像系统垂轴放大率。第二组透镜第二组透镜第二组透镜第二组透镜第31页13.13.由两个同心反射球面由两个同心反射球面(二球面球心重合二球面球心重合)组成光学系统，按组成光学系统，按照光线反射次序第一个反射球面是凹，第二个反射球面是照光线反射次序第一个反射球面是凹，第二个反射球面是凸，凸，要求系统像方焦点恰好位于第一个反射球面顶点要求系统像方焦点恰好位于第一个反射球面顶点，求，求两个球面半径两个球面半径r r1 1，r r2 2和二者之间间隔和二者之间间隔d d之间关系。之间关系。r1/2r1r2最终像点最终像点无穷远物点无穷远物点第32页第33页14.14.假定显微镜物镜由相隔假定显微镜物镜由相隔20mm20mm两个薄透镜组组成，物平面和两个薄透镜组组成，物平面和像平面之间距离为像平面之间距离为180mm180mm，放大率，放大率=-10，要求近轴光线经，要求近轴光线经过二透镜组时偏角过二透镜组时偏角u1 1和和u2 2相等，求二透镜相等，求二透镜 组焦距。组焦距。第34页近轴时，有近轴时，有又又由前述由前述由题知由题知由转面公式由转面公式高斯公式高斯公式第35页解解:15.15.电影放映机镜头焦距电影放映机镜头焦距f=120mmf=120mm，影片画面尺寸为，影片画面尺寸为2216mm2216mm2 2，银幕大小为，银幕大小为6.6 4.8m6.6 4.8m2 2，问电影机应放在离银，问电影机应放在离银幕多远地方幕多远地方?假如把放映机移到离银幕假如把放映机移到离银幕50m50m远处，要改用多远处，要改用多大焦距镜头大焦距镜头?第36页16.16.一个投影仪用一个投影仪用5 5投影物镜，当像平面与投影屏不重合而投影物镜，当像平面与投影屏不重合而外伸外伸10mm10mm时，则须移动物镜使其重合，试问物镜此时应向时，则须移动物镜使其重合，试问物镜此时应向物平面移动还是向像平面移动物平面移动还是向像平面移动?移动距离多少移动距离多少?第37页17.17.一照明聚光灯使用直径为一照明聚光灯使用直径为200mm200mm一个聚光镜，焦距为一个聚光镜，焦距为f=400mmf=400mm，要求照明距离，要求照明距离5m5m远一个远一个3m3m直径圆，问灯泡应安直径圆，问灯泡应安置在什么位置置在什么位置?第38页18.已知一个同心透镜已知一个同心透镜r1=50mm，厚度，厚度d=10mm，n=1.5163，求它主平面和焦点位置。，求它主平面和焦点位置。解：解：第39页