应用光学答案(二、三、六、九)优质PPT.ppt

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像距为正，r为正，凹面镜朝向右。

2、只用到2-4节内容。

-r/2-yy有误差！

赵中正三、用作图法求凹面反射镜前物体所成的像。

物体分别在球心之外，球心和焦点之间，焦点和顶点之间。

首先应该知道反射镜的焦距是曲率半径的二分之一。

两个焦点重合。

也可以,不是普遍规律四、用作图法对位于空气中的正透镜组分别对下列物距求像平面位置出现的问题：

1、是组合透镜，两个主平面不重合。

2、弄错了物距的起点位置。

尤其对虚物而言要注意FF物距f/2路艳芳3、无论是负无穷远的实物，还是正无穷远的虚物，成像位置均在像方焦点处。

FF物距-FF物距FF物方焦点上的物，成像在无穷远；

像方焦点上的物，不成像在无穷远。

FF4、应该坚持用两条线作图，平行光轴的线和通过焦点的线，或者通过节点的线。

如果选通过节点的线，要注意：

FFFF5、斜入射的平行光线必交于焦平面上的某一点上。

FF光逆向时FF出射光线点例如：

LffFFfFFfFF实像FF逆向作图，系统位置不能颠倒，注意光线出点位置五、用作图法，对位于空气中的负透镜组分别对不同物距求像距存在的问题：

1、是组合透镜，两个主平面不重合，像方焦点在左面。

而像方主点在右面。

2、弄错了焦点、物距的起点位置。

HFHffF许国政张凌宇HFH物距f/2或L-f/2FHFH物距f或L-fF3、对于虚像点，注意出光点位置。

叉号是错点。

FFFFFF物距为0的作图理解错误正确4、用过节点的线做更简单FF六、已知照相物镜的焦距f=75mm，被摄景物位于距离x=-，-10，-8，-6，-4，-2m外，试求照相底片应分别放在离物镜的像方焦面多远的地方。

xx（mm）-0焦平面-100.563-80.703-60.938-41.41-22.81景物越远，像面越近摄近景，镜头前移，使镜头焦面前移七、设物体对正透镜成像，其垂直放大率等于-1，试求物平面与像平面的位置，并用作图法验证。

存在的问题：

1、错将x当成了物距L2、只求出L和L的关系，或只求出L,没有求出与焦距关系，无法作图证明八、已知显微镜物平面和像平面之间距离为180mm，垂直放大率为-5，求该物镜组的焦距和物镜离开物平面的距离（不考虑物镜组主平面距离）。

xffxl-l问题：

1、求物镜离物平面距离，不是焦点离物面距离；

2、通常语言表述焦距是指像方焦距，此题不用说符号。

九、已知航空照相机物镜的焦距为500mm，飞机飞行高度为6000m，相机的幅面为300300mm2，问每幅照片拍摄的地面面积。

v因为已经知道物距和焦距，由物像位置关系高斯式或牛顿式非常容易求出。

0.3y-L=600f=0.5-xy/fyylyly/f由已知条件，采用作图法也可以求出。

下面两种方法也很好：

一种是用几何方法yly另一种方法十、由一个正透镜组和一个负透镜组构成的摄远系统，前组正透镜的焦距为100，后组负透镜的焦距为-50，要求由第一组透镜到组合系统像方焦点的距离与系统的组合焦距之比为1：

1.5，求二透镜组之间的间隔d应为多少，组合焦距等于多少？

v无论是什么类型的透镜组合，均按课本中给出的组合系统图来考虑各量之间的关系，符号和公式均如此。

v计算出间隔为正负两种情况，依此带来焦距为正负两种情况。

因为是摄像用系统，显然系统不能是负焦距，因此负值舍弃。

十一、如果将上述系统用来对10m远的物平面成像，用移动第二组透镜的方法，使像平面位于移动前组合系统的像方焦平面上，问透镜组移动的方向和移动的距离。

v是第十题的继续，因为已经知道各组合透镜之间的关系，设定一个移动量S，符号自己确定。

v依次对第一透镜和第二透镜分别按物像位置高斯公式代入各量，由此整理求出移动量S，根据你自己的符号标准判断移动方向。

v移动方向是向右移动1.5mm张凌宇等计算中间参量镜头间距d的变化，基本方法如上一致，但显简练杨霆等改变光学间隔，系统焦距等参数发生变化，原来的位置成了改变后的像面位置，利用牛顿式计算，参量间关系参考图示十二、由两个透镜组成的一个倒像系统，设第一组透镜的焦距为f1，第二组透镜的焦距为f2，物平面位于第一组透镜的物方焦平面上，求该倒像系统的垂直放大率。

-f1-u-f2uh-f1y-f2-y十三、由两个同心的反射球面构成的光学系统，按照光线反射的顺序第一个反射球面是凹的，第二个反射球面是凸的，要求系统的像方焦点恰好位于第一个反射面的顶点，求两个球面的半径和二者之间的间隔d之间的关系注意的问题是符号应该与课本中组合系统一致，不然，无法应用其公式r1r2dxFf1f21、根据组合系统计算公式，确定xF量，由此得到r1r2d关系袁俊伟等2、由一条平行光线入射开始，依次对两个反射面求物像位置关系，由此得到r1r2关系。

此法一定认为反射面的主平面在顶点。

r1r2dxFf1f2宫雪，孙杰张凌宇等十四、假定显微物镜由相隔20mm的两个薄透镜组构成，物平面和像平面之间的距离为180mm，放大率-10，要求近轴光线通过二透镜组时的偏角u1和u2相等，求两透镜组的焦距此题关键要清楚偏角的意义：

它是透镜出射光线会聚角和入射光线的会聚角之差：

u-u-u1d-l1l1h1u2l2l2-u1利用组合透镜各参量之间的关系以及偏角公式李瑞龙十五、电影放映机镜头的焦距f=120mm，影片画面的尺寸为2216mm2，银幕大小为6.64.8m2，问电影机应该放在离银幕多远的地方，如果把放映机移到离银幕50m的远处，要改用多大焦距的镜头十六、一个投影用5的投影物镜，当像平面与投影屏不重合，而外伸10mm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？

移动多少？

-l1l1-l2l2-s10-l1l1-l2l2-s10讨论问题：

十七、一照明聚光灯使用直径为200mm的一个聚光镜，焦距为400mm，要求照明距离为5m远的一个3m直径的圆，问灯泡应安放在什么位置。

v由几何关系确定出像距，然后再由物像位置关系求出物距。

BAA15005000100OpB十八、已知一个同心透镜，r1=50mm,厚度d=10,n=1.5163，求它的主平面和焦点位置。

v根据已知条件，代入单透镜主平面位置公式和焦距公式中求得。

v比较详细计算和简略计算结果看出，二者相差很大。

-r1dr2d方向放置可以是任意，但注意参量的符号，和顺序。

第三章习题1、当进入已经开演的电影院时，看不清周围的人和座位，为什么过一会就能够看清楚了，当白天走出电影院时，感到光线特别强，这是为什么？

主要原因是因为虹彩扩展和缩小不及时造成的。

基本和眼睛焦距的变化无关。

注意眼睛保护2、对正常人来说，观察前方1m远的物体，问眼睛需要调节多少视度应用视度公式就可以了注意符号，这里是-13、假定用眼睛直接观察敌人的坦克时，可以在400m的距离上看清坦克上的编号，如果要求距离2km也能看清，问应使用几倍的望远镜?

f物f目y目4、焦距仪上的测微目镜焦距f17mm，使用叉丝对准。

问瞄准误差等于多少？

flF5、显微镜目镜的放大率10，它的焦距等于多少？

设物镜的放大率为40，求显微镜的总倍率。

放大镜和显微镜目镜的视放大率均为正，显微镜的物镜垂直放大率是负值。

6、经纬仪望远镜的放大率20，使用夹线瞄准，问瞄准角误差等于多少？

提醒：

叉丝、夹线眼睛对准精度10视放大率符号为，不能写成7、当使用望远镜观察时，感觉目标和我们的距离缩短了，这是为什么？

问题1、望远镜将物体放大了，大的物体感觉近。

问题2、望远镜将物体成像在物镜的焦平面上，我们看到的是前移了的像。

望远系统的特点：

1、望远系统的垂轴放大率、轴向放大率都与共轭面的位置无关,入射光线可以看作是从一定高度的任意物平面上发出，也就是与物像的远近无关。

2、视放大率与角放大率相等，感觉目标与我们的距离近了，也就是视角被放大了8、欲分辩0.0005mm长的微小物体，求显微镜的放大率，如果采用8目镜，则物镜的放大率等于多少？

注意符号：

仪眼符号相反；

物镜倍数16以上是25。

方法2、用人眼的分辨率极限线度来除以实际线度，也可以得到放大率。

但要注意人眼分辩极限0.006mm，是视网膜上的像距离，应该折算成对明视距离上物体的分辩极限线度。

这个线度大约0.1mm左右（250tg600.073）。

9、某人带着250度的近视眼镜，此人的远点距离等于多少？

眼镜的焦距等于多少？

注意视度为负值眼镜焦距等于远点距离10、望远系统的视度调节范围为5视度，目镜的焦距为25mm，求目镜的总移动量。

求的是总移动量11、炼钢炉的炉堂到观察窗的距离为1m，为了便于清楚地观察炉内情况，要求采用一个视放大率为4的仪器，问系统应如何设计？

假定目镜的焦距为f目25mm，求物镜的焦距？

解：

对有限远的物体观察，首先不应是望远系统，其次显微系统仅适应于对明视距离物体观察，此设计也不能用，不能直接应用公式。

物体先经物镜成像，成像位置应该在目镜的物方焦平面上，出射光为平行光束。

物镜目镜yy-l-仪物镜目镜yy-l-仪正负对系统影响，如果是正的，物镜为负透镜，像距为负？

目镜受物镜阻挡。

讨论问题高云峰在显微放大时使用这也是显微镜用的放大率公式第六章习题11、一一般般钨钨丝丝白白炽炽灯灯各各方方向向的的平平均均发发光光强强度度（cdcd）大大约约和和灯灯泡泡的的功功率率（WW）相相等等，问问灯灯泡的光视效能如何泡的光视效能如何?

注意问题：

光视效能是有单位的，单位为流明每瓦，注意问题：

光视效能是有单位的，单位为流明每瓦，不能写为不能写为lm.2、日日常常生生活活中中人人们们说说40W的的日日光光灯灯比比40W的的白白炽炽灯灯亮亮，是是否否说说明明日日光光灯灯的的光光亮亮度度比比灯灯泡泡大大？

这这里里所所说说的的亮亮是是指指什么？

什么？

答：

40W40W的白炽灯和的白炽灯和40W40W的日光灯所消耗的功率是相等的的日光灯所消耗的功率是相等的（或者说辐射的通量是相等的）。

但它们的发光效率不（或者说辐射的通量是相等的）。

但它们的发光效率不一样，或者说它们的光视效能不一样，也就是说日光灯一样，或者说它们的光视效能不一样，也就是说日光灯发出的发出的光通量大于白炽灯光通量大于白炽灯，这里所说的亮是指光通量，这里所说的亮是指光通量（或光视效能）。

（或光视效能）。

问题分析：

11、认为日光灯的发光亮度高、认为日光灯的发光亮度高光亮度是一个与发光投影面积成反比，与发光强度成光亮度是一个与发光投影面积成反比，与发光强度成正比的量，日光灯的光通量虽然高，但正比的量，日光灯的光通量虽然高，但发光面积也大发光面积也大，光亮度不一定高。

光亮度不一定高。

22、认为亮指发光强度大、认为亮指发光强度大不够确切，因发光强度与某发光点上的光通量不够确切，因发光强度与某发光点上的光通量成正比，与立体角成反比。

日光灯可认为是一个成正比，与立体角成反比。

日光灯可认为是一个面光源