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第一章 几何光学基本定律与成像概念习题

一:选择题(可以有多选)

1、下面关于几何光学的几本定律陈述正确的是(BCD )

A:光是沿直线传播方向传播的,“小孔成像”即是运用这一定律的很好例子。

B:不同光源发出的光在空间某点相遇时,彼此不影响各光束独立传播。

C:在反射定律中,反射光线和入射光线位于法线两侧,且反射角与入射角绝对值相等。D:光的全反射中,光线是从光密介质向光疏介质入射。

2、下列关于单个折射面成像,说法错误的是(D )

A:垂轴放大率仅取决于共轴面的位置。

B:折射球面的轴向放大率恒为正。

C:角放大率表示折射球面将光束变宽或是变细的能力。

D:α、γ、β三者之间的关系为γβ=α。

3、一个物体经单个折射球面成像时,其垂轴放大率β>1,且已知n

A:物像位于该折射球面的同侧。

B:角放大率γ>0。

C:像高大于物高。

D:该折射球面能把入射光束变宽。

4.一个物体经单个反射球面成像时,其垂轴放大率β>0,则(BD )

A:物象位于系统的同侧。

B:物象虚实性质相反。

C:角放大率γ>0。

D:轴向放大率α<0。

二、填空题

1、与平面波对应的光束称为平行光束;与球面波对应的光速称为同心光束;

与任意曲面波对应的光束称为像散光束;

2、光学系统成完善像应满足的三个等价条件分别是○1入射波面是球面波时,出射波面也是球面波;

○2入射光是同心光束时,出射光也是同心光束;○3物点及其像点之间任意两条光路的光程相等。

3、在子午面内,光线的位置由物方截距,物方孔径角确定。

4、一束平行细光束入射到一半径r=30mm、折射率为1.5的玻璃球上,经左侧球面折射后形成像A’1,则像方截距为mm,成像是(填“实像”或“虚像”);经右侧球面再次成像A’2,则像方截距为mm,成像是(填“实像”或“虚像”)。成像过程如图1-4所示

第一章 几何光学基本定律与成像概念习题

平行细光束入射到玻璃球上,经左侧球面折射后形成中间像A ’1 ,它又是右侧球面的物A 2 ,经右侧球面再次成像于A ’2

mm mm n n r n 905.0305.1''l'r

n'-n l n -l'n'mm 30r 5.1'n 1n -l 111111111=?=-=====∞=得成像公式代入单个折射球面

,,,将

为实像虚实相反,即与像物此时所以公式得代入单个折射球面成像再次

将为虚物。

此处,故对于右侧面可能到达

面的存在,实际光线不为实像。但由于右侧球即虚实同像,,故无限远物与像异号,和由于2'2'22

'2'2222'2'22'21'21'1'1

111111,01515

1305.1305.01

30,1,5.1,)6090(220''A A A l n l n m m

l l m m r n n m m r l l A A A l n l n l l >===+--=-===-=-=<=ββ

三、简答题

1发生全反射的条件?

1光线从光密介质向光疏介质射入 ○2入射角大于临界角 2、怎样根据垂轴放大率β确定物体的成像特性? ○

1若β>0,即y ’与y 同号,表示成正像;反之,y ’与y 异号,表示成倒像。 ○

2若β>0,即l ’与l 同号,物像虚实相反;反之l ’与l 异号,表示物像虚实相同。 ○

3若| β |>1,则| y ’ |>|y |成放大的像;反之| y ’ |<|y |,成缩小像。

四计算题

1.一厚度为200mm的平行平板玻璃(设n=1.5),下面放一直径为1mm的金属薄片。若在玻璃板上盖一圆形的纸片,使得在玻璃板上方任何方向上都看不到该金属薄片,问纸片的最小直径应为多少?

第一章 几何光学基本定律与成像概念习题

2.在公路的转弯处设置一个凸球面反射镜,有一人身高1.75m,在凸球面镜前1.75m处,此人经过凸球面镜所成像在镜后0.1m处,求此人经凸球面镜所成的像高y’和凸球面镜曲率半径r。

第一章 几何光学基本定律与成像概念习题