工程光學(xué)幾何光學(xué)習(xí)題講義

1、1,幾何光學(xué)習(xí)題講解,例1 用作圖法求物體的像或像對(duì)應(yīng)的物。,,,,,,,A′,2,,,,,,,A′,,,,,,,,A’B’,3,,,,,,,,,,,,A’B’,A’B’在無窮遠(yuǎn),4,,,,,,,,,B’,C’,,,A’,D’,,,,,F,,,,,D’,,,DE的出射光線,A’,5,,,,B1,,,,,,,B2,6,已知一理想光組的主點(diǎn)和焦點(diǎn)，用作圖法確定系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)。由物方經(jīng)物方焦點(diǎn)F作一條光線1，得到與其共軛的一條水平光線1‘，該

2、出射光線交像方焦面于P’點(diǎn)，根據(jù),7,已知理想光組的主（節(jié)）點(diǎn)和一對(duì)共軛點(diǎn)A和A‘，作圖求系統(tǒng)焦點(diǎn)。,8,例2 設(shè)一系統(tǒng)位于空氣中，垂軸放大率β=-10，由物面到像面的距離為7200mm，物鏡兩焦點(diǎn)距離為1140mm，求物鏡焦距，并作出基點(diǎn)位置圖。,9,例3 作出入瞳、出瞳、出窗、入窗和主光線。,,,,,,入瞳,出瞳,,出窗,入窗,,,,主光線,10,例4 如圖所示，D1為一透鏡，D2為一光孔，判斷何者為孔徑光闌。,,,,,,,D

3、2’,,,D1為孔闌,11,例5 判別空間直角坐標(biāo)系o-xyz經(jīng)過棱鏡反射后，出射坐標(biāo)系統(tǒng)各坐標(biāo)軸的方向。,,Z’,,,X’,,Y’,12,,,,,,,,,,13,,,,,,,,,,,,,,,,,,,14,15,16,例6 已知兩個(gè)光學(xué)系統(tǒng)的焦距分別為：,17,例7 已知物點(diǎn)的位置在折射球面頂點(diǎn)O之左50mm處，球面半徑為25mm，折射率n=1，n'=1.75，求像點(diǎn)的位置，若將物點(diǎn)向左移5mm，求像的位置。,例8 照相鏡頭

4、焦距為f'=35mm，底片像幅尺寸為24*36mm，求該相機(jī)的最大視場(chǎng)角，視場(chǎng)光闌位置。解：像范圍由底片框限制，底片框就是視場(chǎng)光闌，位于鏡頭的焦平面。由可得,18,例9 6倍雙目望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)中，物鏡焦距為108mm，物鏡口徑為30mm，目鏡口徑為20mm，如系統(tǒng)中沒有視場(chǎng)光闌，問該望遠(yuǎn)鏡最大極限視場(chǎng)角等于多少？漸暈系數(shù)KD=0.5時(shí)的視場(chǎng)角等于多少。解：望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)的視放大率公式：,極限視場(chǎng)角是剛好進(jìn)入系統(tǒng)一條光線所對(duì)

5、應(yīng)的視場(chǎng)角，如圖黑線所示。,,,投射高度為h,,主光線,19,漸暈系數(shù)KD=0.5時(shí)，主光線正好經(jīng)目鏡邊框射出，如圖紅線所示，此時(shí)視場(chǎng)角為：,20,例10 假定一個(gè)35mm的電影放映機(jī)，采用電弧作光源，要求屏幕照度為1001x，放映機(jī)離開屏幕的距離為50m，銀幕寬7m，求放映物鏡的焦距和相對(duì)孔徑。,解：35mm電影機(jī)的片框尺寸為21x16mm，要求放映物鏡的放大率為:,根據(jù)放大率公式:,由于像距比焦距大得多，所以,代入以上公式，得,

6、根據(jù)像平面光照度公式有:,21,,要求物鏡的口徑為,放映物鏡的相對(duì)孔徑為,假定整個(gè)系統(tǒng)的透過率為0.5,電弧的光亮度由表查得為1.5x108cd/m2代入上式，得:,22,例11 一個(gè)人近視程度是-2D（屈光度），調(diào)節(jié)范圍是8D，求：①其遠(yuǎn)點(diǎn)距離；②其近點(diǎn)距離；③配戴100度的近視鏡，該鏡的焦距是多少？④戴上該近視鏡后，看清的遠(yuǎn)點(diǎn)距離為多少？看清的近點(diǎn)距離又為多少？解：①其遠(yuǎn)點(diǎn)距離為：,即遠(yuǎn)點(diǎn)距離位于眼前0.5m處。②其近點(diǎn)距離為：