工程光学习题解答第四章 光学系统中的光束限制.docx

工程光学习题解答 第四章 光学系统中的光束限制工程光学习题解答 第四章 光学系统中的光束限制 1.设照相物镜的焦距等于75mm，底片尺寸为55×552，求该照相物镜的最大视场角等于多少？ 解： - f '3.假定显微镜目镜的视角放大率´´目=15，物镜的倍率=2.5,求物镜的焦距和要求的通光口径。如该显微镜用于测量，问物镜的通光口径需要多大？ 解： l' b=-2.5 l=-51.428mm l l-l=180 l=128.57mm ''111-= f物=36.73mm 'llf物 在此情况下，物镜即为显微镜的孔径光阑 u=-4.3° D物=2ltgu=2´51.428´tg4.3=7.734mm °工程光学习题解答 L目 L物 B -u A O A 'B 'L物 MB B MA L目 出瞳 A -u A O f物 M L ''F1 F2 'BLZ -f目 用于测量时，系统中加入了孔径光阑，目镜是视场光阑 由于u已知，根据u可确定孔径光阑的大小 OMA=L×tgu=51.428´tg4.3°=3.8668mm AP = 2OMAAOD孔工程光学习题解答 D孔=2´L'-f物L´OMA=2´128.57-36.73´3.8668=5.52mm 128.571D孔+ABAP'2= 在DBMBM中 MBO+ABAO y=2.5´4=10mm MBO=7.863mm D物=15.726mm 答：物镜的焦距为36.73mm，物镜的孔径为7.734mm，用于测量时物镜孔径为 15.726mm。 4. 在本章第二节中的双目望远镜系统中，假定物镜的口径为30mm，目镜的通光口径为20mm，如果系统中没有视场光阑，问该望远镜最大的极限视场角等于多少？渐晕系数k =0.5的视场角等于多少？ 解： 'y 目 f物 -f目 x x=252mm x10= 108+18+x15工程光学习题解答 y=10.714286 2w目=11.33° yx+18252+18 =15x+18+108252+18+1081D目102=0.0793651 tgw=108+18f物+f目 2w=9432=9.08 °° f物 -f目 答：极限视场角等于11.33渐晕系数为0.5的视场角为9.08。 °°5. 如果要求上述系统的出射瞳孔离开目镜像方主面的距离为15mm，求在物镜焦面上加入的场镜焦距。 解： 工程光学习题解答 D目 D目 D场 f物 -f目 LZ D物对场镜成像，位置为l1=-f物=-108mm 对目镜有111''-=l l2Z=15mm 'l2l2f目 f目=18mm 可得 l2=90mm Qd=l1-l2 l1d+l2=18+90=108mm 对场镜111-= 'll11f场l1'=108mm l1=-108mm f场=54mm 答：场镜焦距为54mm。 6.思考题：当物点在垂直光轴方向上下移动时，系统的孔径光阑是否改变？ 答：当物点在垂直光轴方向上下移动时，孔径光阑对来自不同点的成像光束 口径限制最大，所以系统的孔径光阑不变。