工程光学第七章作业.docx
工程光学第七章作业 第七章习题答案 1一个人近视程度是-2D，调节范围是8D，求： 远点距离； 其近点距离； 配戴100度近视镜，求该镜的焦距； 戴上该近视镜后，求看清的远点距离； 戴上该近视镜后，求看清的近点距离。 解： 远点距离的倒数R=1表示近视眼或者远视眼的程度，用屈光度来表示 lr R=1=-2 (1/m) lr lr=-0.5m A=R-P A=8D R=-2D P=R-A=-2-8=-10D lp=D=11=-=-0.1m P101 f¢=-1m f¢R¢=R-(D)=-1D ¢=-1m lRA=R¢-P¢ A=8D R¢=-1D P¢=R¢-A=-9D 1¢=-=-0.11m lP92一放大镜焦距f¢=25mm，通光孔径D=18mm，眼睛距放大镜为50mm，像距离眼睛在明视距离250mm，渐晕系数为k=50%，试求 视觉放大率；线视场；物体的位置。 eye -l¢P¢D已知：放大镜 f¢=25mm D放=18mm P¢=50mm P¢-l¢=250mm K=50% 求： 2y l 解：G=1-P¢-D f¢=250P¢25050+1-=+1- f¢f¢2525=10+1-2=9 由K=50%可得： tgw¢=D放18=0.18 ¢2P2*50 G=0.18tgw¢=0.02 tgw=9tgw tgw=y y=Dtgw=250*0.02=5mm D 2y=10mm 方法二： Qtgw¢=0.18 y¢=250*tgw¢=45mm ¢ l¢=-200mm fe=250mm l=-22.2mm Qb=l¢200y¢=9X= l22.2y 2y=10mm D=P¢-l¢ l¢=P¢-D=50-250=-200mm 111111-= -=l¢lf¢-200l25l=-22.22mm x3一显微镜物镜的垂轴放大率为b=-3，数值孔径NA=0.1，共扼距L=180mm，物镜框是孔径光阑，目镜焦距fe¢=25mm。 求显微镜的视觉放大率。 求出射光瞳直径。 求出射光瞳距离。 斜入射照明时，l=0.55mm，求显微镜的分辨率。 求物镜的通光孔径。 射物高2y=6mm，渐晕系数k=50%，求目镜的通光孔径。 已知：显微物镜 b=-3X NA=0.1 共轭距L=180mm物镜框为孔径光阑 ¢fe=25mm Ge=250250=10X ¢25fe G=b*Ge=-30X D¢=500NA500*0.1=1.67mm G30 入瞳 A 由物镜成象关系: A¢ ¢ F1 F2 l¢-lZ ¢lZl¢ìïb=-3 líïî(-l)+l¢=180 lZ=-(l¢+fe)=-160mm ìl=-45mm í¢l=135mmî¢111-= ¢lZlZfe¢111¢=29.62mm =- lZ¢25160lZ道威判断 s=0.5l0.5*0.55mm=2.75mm NA0.1¢lZ29.62目镜的放大率 b目=-0.185 lZ-160 D=1.67=9.02mm 0.1852y¢=3 2y2y=6mm b=2y¢=18mm K=50%时 tgw¢=A¢189=0.36 2*fe¢25¢*tgw¢ A D ¢ D目=2lZ¢w¢ w F =2*29.62*0.36 B1 F¢ 2 =21.33mm 4欲分辨0.000725mm 的微小物体，使用波长l=0.55mm，斜入射照明，问： 显微镜的视觉放大率最小应多大？ 数值孔径应取多少适合？ 解： 此题需与人眼配合考虑 s=0.5l0.5´0.00055=0.000725ÞNA=0.4 NA0.000725在明视处人眼能分辩最小距离 500NA£G£1000NAG=200´5.有一生物显微镜，物镜数值孔径NA=0.5，物体大小2y=0.4mm，照明灯丝面积1.2×1.2mm2,灯丝到物面的距离100mm,采用临界照明,求聚光镜焦距和通光孔径。 已知 NA=0.5 2y=0.4 灯丝面积 1.2×1.2mm2 灯丝到物面的距离100mm 临界照明 ¢ 和通光孔径. 求: f聚0.41l¢ì聚 物 =-=ïb=- A 解:í1.23l ïuî(-l)+l¢=100u B-l¢ ìl=-75mm í ¢l=25mmî111-= l¢lf¢NA=nsinu ¢=18.75mm f聚 sinu=0.5 u=30° D=2*l¢*tg30°=2*25*tg30°=28.86mm 6为看清4km处相隔150mm的两个点，若用开普勒望远镜观察，则： 求开普勒望远镜的工作放大倍率； 若筒长L=100mm，求物镜和目镜的焦距； 物镜框是孔径光阑，求出射光瞳距离； 为满足工作放大率的要求，求物镜的通光孔径； 视度调节在±5D，求目镜的移动量； 若物方视场角2w=8°求象方视场角； (7)渐晕系数K=50%，求目镜的通光孔径。 已知：l=-4000m s=150mm 解： j=150mm=3.75*10-5 4*1000*1000mm60¢¢ 有效放大率 G=j=0.0003=8 -53.75*10 工作放大率 G=1624X ìf¢+(-f)=L=100mmeïo í fo¢=8ïG=¢felZ=-100 fe=11.11 求 lZ ¢ìïfo=88.89mm íïîfe¢=11.11mm111111¢=12.5mm =- lZ-=¢lZ¢¢l11.11100fZelZG=D D=2.3*8=18.4mm 2.3对于 R=+5D lR=200mm l=-(11.11+D1) l¢=12.5+200-D1=212.5-D1 代入公式 111-= l¢lfe¢2整理得： D1-201.39D1+123.4=0 D1=0.62mm 对于 R=-5D lR=-200mm l/=-(200-12.5)=-18.75 目 111 -= l¢lf¢AeD1111F e=- =-B¢lZ200ll¢fe¢18.75-1 11.11l=-10.488mm D2=11.11-10.488=0.62mm G=g=tgw¢ tgw tgw¢=8*tg4°=0.5594 2w¢=58.44° K=0.5 D目=2*lZ*tgw¢=2*12.5*0.5594=13.985mm ¢
