光学作业(2)

1 光学作业（2）

一、填空题

1. 图a 为一块光学平板玻璃与一个加工过的平面一端接

触，构成的空气劈尖，用波长为λ的单色光垂直照射．看到反射光干涉条纹(实线为暗条纹)如图b 所示．则干涉条纹上

A 点处所对应的空气薄膜厚度为e ＝________． 2. 折射率分别为n 1和n 2的两块平板玻璃构成空气劈尖，用波长为λ的单色光垂直照射．如果将该劈尖装置浸入折射率为n 的透明液体中，且n 2＞n ＞n 1，则劈尖厚度为e 的地方两反射光的光程差的改变量是_________________________．

3. 波长为λ的平行单色光垂直照射到劈形膜上，劈形膜的折射率为n ，在由反射光形成的干涉条纹中，第五条明条纹与第三条明条纹所对应的薄膜厚度之差为

_______________________．

4. 如图所示，波长为λ的平行单色光垂直照射到两个劈形膜上，两劈尖角分别为θ1和θ2，折射率分别为n 1和n 2，若二者分别形成的干涉条纹的明条纹间 距相等，则θ1，θ2，n 1和n 2之间的关系是_____________．

5. 用波长为λ的单色光垂直照射折射率为n 2的劈形膜(如图)图中各部分折射率的关系是n 1＜n 2＜n 3．观察反射光的干涉条纹，从劈形膜底部开始向右数第5条暗条纹中心所对 应的厚度e ＝____________________．

二、计算题 1、如图所示，牛顿环装置的平凸透镜与平板玻璃有一小缝隙e0．现用波长为的单色光垂直照射，已知平凸透镜的曲率半径为R ，求反射光形成的牛顿环的各暗环半径．

2、平板玻璃上有一油滴，形成凸形油膜并逐渐向外扩展，以波长为6×10-7m 的光垂直照射，从反射光中观察油膜形成的干涉条纹，玻璃的折射率为1.5，油膜的折射率为1.2，当油膜的最高点和玻璃的上表面距离为1.2×10-7m 时，可看到几条明纹？（2）当油膜继续扩展，油膜中心的条纹怎样变化？

图b 图a

λ

n 1 θ1 θ2 n 2

n 1n 2n 3

光学系统设计作业

显微物镜光学参数要求为：β=2?，NA =0.1，共轭距离为195mm 。 1）根据几何光学计算相应参数； 2）运用初级像差理论进行光学系统初始结构计算； 3）使用光学设计软件对初始结构进行优化，要求视场角o 5±； 4）根据系统的特点列出优化后结构的主要像差分析； 5）计算优化后结构的二级光谱色差。 一、显微物镜的基本参数计算 为有效控制显微镜的共轭距离，显微镜设计时，一般总是逆光路设计，即按1/β进行设计。该显微物镜视场小，孔径不大，只需要校正球差、正弦差和位置色差。因此，采用双胶合物镜。 '''' 1 2 195111l l l l l l f β==- -=-= 解，得 ''6513043.33l l f ==-= 正向光路 根据 '' ' J nuy n u y == sin NA n u = 在近轴情况下 NA nu = ' 2y y β== 由此可求解 ''' 0.05NA n u == 由此可知逆向光路的数值孔径 综上，该显微物镜的基本参数为 NA 'f 'l l 0.05 43.33 65 130- 二、求解初始基本结构

1）确定基本像差参量 根据校正要求，令'0L δ=、'0SC =、' 0FC L ?=，即 0C S S S I ∏ I ===∑∑∑，即 43332220 00 z C S h P S h h P Jh W S h C φφφφI I ∏ I ===+===∑∑∑ 解，得 0P W C I === 将其规化到无穷远 11sin 0.1NA n u ==，11n = 则 11sin 0.1/2u U β=?=-，11 6.5h l u mm =?= 规化孔径角为 110.1 20.3333071 6.543.33 u u h φ-== =-? 由公式 () ()() 21141522P P W u W W u μμ∞∞ =++++=++可求得规化后的基本像差参量 代入可得 0.36560.8832 P W ∞∞ ==- 2）选择玻璃组合 取冕牌玻璃在前 得 ( ) 2 00.850.1 0.155792P P W ∞ ∞ =-+=- 根据0P 和C I ，查表选取相近的玻璃组合为BaK7-ZF3，其参数为 Bak7:56,5688.111==v n ZF3:5.29,7172.122==v n 0010.11520, 4.295252, 2.113207P Q ?=-=-= 2.397505A =， 1.698752K = 3）求形状系数Q

选修3-4光学测试题

选修3-4光学测试题 说明：本试卷分为第Ⅰ、Ⅱ卷两部分，请将第Ⅰ卷选择题的答案填入题后括号内，第Ⅱ卷可在各题后直接作答.共100分，考试时间90分钟. 第Ⅰ卷(选择题 共40分) 一、本题共10小题，每小题4分，共40分.在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题目要求的，请把它填在括号内. 1.夏日的白天,在大树下乘凉时,经常发现在树阴中间有许多圆形亮斑.关于其原因下列说法正确的是 A.大树的缝隙是圆的,所以地面上有许多圆斑 B.是很多树叶将太阳光反射到地面形成的圆斑 C.这是经很多不规则的树叶缝隙所形成的太阳的像 D.这是太阳光经树叶缝隙衍射形成的 2.对于某单色光,玻璃的折射率比水大,则此单色光在玻璃中传播时 A.其速度比在水中大,其波长比在水中长 B.其速度比在水中大,其波长比在水中短 C.其速度比在水中小,其波长比在水中短 D.其速度比在水中小,其波长比在水中长 3.下列关于偏振光的说法中正确的是 A.自然光就是偏振光 B.沿着一个特定方向传播的光叫偏振光 C.沿着一个特定方向振动的光叫偏振光 D.单色光就是偏振光 4.为了减少光学元件的反射损失,可在光学元件表面镀上一层增透膜,利用薄膜的干涉相消来减少反射光.如果照相机镜头所镀膜对绿光的折射率为n ,厚度为d ,它使绿光在垂直入射时反射光完全抵消,那么绿光在真空中的波长λ0为 A. 4 d B. 4 nd C.4d D.4nd 5.一束光线从折射率为1.5的玻璃内射向空气,在界面上的入射角为45°.下面四个光路图中正确的是 A D

6.关于双缝干涉实验,若用白光作光源照射双缝,以下说法不正确的是 A.屏上会出现彩色干涉条纹,因为白光是由波长不同的各种颜色的光组成的 B.当把双缝中的一条缝用不透光的板遮住时,屏上将出现宽度不同、中间是白色条纹的彩色衍射条纹 C.将两个缝分别用黄色滤光片和蓝色滤光片遮住时,屏上有亮光，但一定不是干涉条纹 D.将两个缝分别用黄色滤光片和蓝色滤光片遮住时,屏上无亮光 7.细红光束和细蓝光束垂直于AB面进入楔形棱镜,并能从AC面射出,如图所示.这两束光从棱镜的AC面射出后的情况是 A.两束光一定相交 B.两束光仍然平行 C.两束光的反向延长线相交 D.条件不足,无法确定 8.红、黄、绿三种单色光以相同的入射角到达某介质和空气的界面时,若黄光恰好发生全反射,则 A.绿光一定能发生全反射 B.红光一定能发生全反射 C.三种单色光相比,红光在介质中的传播速率最小 D.红光在介质中的波长比它在空气中的波长长 9.如图所示,将半圆形玻璃砖放在竖直面内,它左方有较大的光屏P,线光源S可沿玻璃砖圆弧移动,它发出的光束总是射向圆心O.若S从图中A向B处移动,在P上先看到七色光带,以后各色光陆续消失.则此七色光带从下到上的排列顺序以及最早消失的光是 P A A.红光→紫光,红光 B.紫光→红光,红光 C.红光→紫光,紫光 D.紫光→红光,紫光 10.在用插针法测定玻璃折射率的实验中,学生的实验方法和步骤完全正确,但测后发现玻璃砖的两个光学面不平行,则 A.入射光线与出射光线一定不平行,测量值偏大 B.入射光线与出射光线一定不平行,测量值偏小 C.入射光线与出射光线一定不平行,测量值仍然正确 D.入射光线与出射光线可能平行,测量值仍然正确

光学设计作业答案Word版

现代光学设计作业 学号：2220110114 姓名：田训卿

一、光学系统像质评价方法 (2) 1.1 几何像差 (2) 1.1.1 光学系统的色差 (3) 1.1.2 轴上像点的单色像差─球差 (4) 1.1.3 轴外像点的单色像差 (5) 1.1.4 正弦差、像散、畸变 (7) 1.2 垂直像差 (7) 二、光学自动设计原理9 2.1 阻尼最小二乘法光学自动设计程序 (9) 2.2 适应法光学自动设计程序 (11) 三、ZEMAX光学设计.13 3.1 望远镜物镜设计 (13) 3.2 目镜设计 (17) 四、照相物镜设计 (22) 五、变焦系统设计 (26)

一、光学系统像质评价方法 所谓像差就是光学系统所成的实际像和理想像之间的差异。由于一个光学系统不可能理想成像，因此就存在光学系统成像质量优劣的问题，从不同的角度出发会得出不同的像质评价指标。 （1）光学系统实际制造完成后对其进行实际测量 ?星点检验 ?分辨率检验 （2）设计阶段的评价方法 ?几何光学方法：几何像差、波像差、点列图、几何光学传递函数 ?物理光学方法：点扩散函数、相对中心光强、物理光学传递函数 下面就几种典型的评价方法进行说明。 1.1 几何像差 几何像差的分类如图1-1所示。 图1-1 几何像差的分类

1.1.1 光学系统的色差 光波实际上是波长为400~760nm 的电磁波。光学系统中的介质对不同波长光的折射率不同的。如图1-2，薄透镜的焦距公式为 ()'121111n f r r ??=-- ??? (1-1) 因为折射率n 随波长的不同而改变，因此焦距也要随着波长的不同而改变， 这样，当对无限远的轴上物体成像时，不同颜色光线所成像的位置也就不同。我们把不同颜色光线理想像点位置之差称为近轴位置色差，通常用C 和F 两种波长光线的理想像平面间的距离来表示近轴位置色差，也成为近轴轴向色差。若l ′F 和l ′c 分别表示F 与C 两种波长光线的近轴像距，则近轴轴向色差为 '''FC F C l l l ?=- (1-2) 图1-2 单透镜对无限远轴上物点白光成像 当焦距'f 随波长改变时，像高'y 也随之改变，不同颜色光线所成的像高也不 一样。这种像的大小的差异称为垂轴色差，它代表不同颜色光线的主光线和同一基准像面交点高度（即实际像高）之差。通常这个基准像面选定为中心波长的理 想像平面。若'ZF y 和'ZC y 分别表示F 和C 两种波长光线的主光线在D 光理想像平面 上的交点高度，则垂轴色差为 '''FC ZF ZC y y y ?=- (1-3)

光学作业答案

光学练习题 一、选择题 1．在空气中做双缝干涉实验，屏幕E上的P处是明条纹。若将缝S2盖住，并在S1、 S2连线 的垂直平分面上放一平面反射镜M，其它条件不变(如图)，则此时（ B ） A.P处仍为 明条纹 B.P处为暗条纹 C.P处位于明、暗条纹之间 D.屏幕E上无干涉条纹 2．在双缝干涉实验中，为使屏上的干涉条纹间距变大,可以采的办法是（ B ） A.使屏 靠近双缝 B.使两缝的间距变小 C.把两个缝的宽度稍微调窄 D.改用波长较小的单色光源 3．在杨氏双缝干涉实验中，若用折射率为n薄玻璃片将上面的狭缝挡住，则此时中央亮条纹的位置与原来相比应（ A ） (A) 向上移动； (B) 向下移动； (C) 不动； (D) 根据具体情况而定。 4．在照相机镜头的玻璃上均匀镀有一层折射率n小于玻璃的介质薄膜，以增强某一波长?的透射光能量，假定光线垂直入射，则介质膜的最小厚度应为 ( D ) (A) ?/n； (B) ?/2n； (C) ?/3n； (D) ?/4n。 5．一折射率为n、厚度为e的薄膜处于折射率分别为n1和n3的介质中，现用一束波长为 ? 的平行光垂直照射该薄膜，如图，若n?n?n，则反射光a、b的光程差为 ( B ) （A）、2ne? ? 2 ；（B）、2n2e； （C）、2n2e??；（D）、n2e 。 6．在单缝夫琅禾费衍射实验中，波长为?的单色光垂直入射在宽度为3?的单缝上，对应于衍射角为30的方向，单缝处波阵面可分成的半波带数目为（B ）（A）2个（B）3个（C）4个（D）6个 ?

7．当平行单色光垂直入射于如图所示空气劈尖，两块平面玻璃的折射率为n1?1.50，空气 的折射率为n2?1，C点处的厚度为e，在劈尖上下表面反射的两光线之间的光程差为(D) A．2n2e B．2n2e??/2 C． 2n1e D． 2n1e??/2 8．如图所示，两个直径有微小差别的彼此平行的滚柱之间的距离为L，夹在两块平面晶体的中间，形成空气劈形膜，当单色光垂直入射时，产生等厚干涉条纹，如果滚柱之间的距离L变小，则在L M范围内干涉条纹的（ C ） （A）数目减小，间距变大（B）数目减小，间距不变（C）数目不变，间距变小（D）数目增加，间距变小 9．波长??550nm的单色光垂直入射于光栅常数d?1.0?10?4cm的光栅上，可能观察到的光谱线的最大级次为（ D ）（A）4 （B）3 （C）2 （D）1 10．三个偏振片P1、P2与P3堆叠在一起，P1与P3的偏振化方向相互垂直，P2与 P1的偏振化方向间的夹角为45?，强度为I0的自然光入射于偏振片P1，并依次透过 偏振片P1、P2与 P3，则通过三个偏振片后的光强为（ C ） N Q （A） I016 （B） 3I08 （C） I08 （D） I04 二、填空题 1．相干光的必要条件为频率相同、相位差恒定或相位相同、振动方向平行。

工程光学习题参考答案第四章-光学系统中的光束限制

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55×55㎜2，求该照相物镜的最大视场角等于多少？ 解： 3.假定显微镜目镜的视角放大率Γ 目 =15?，物镜的倍率β=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（u =-?3.42y =8mm 显微镜物镜的物平面到像平面的距离为180mm ）？ 解： （1） 5.2' -==l l β mm l 428.51-= 180' =-l l mm l 57.128' = ‘物 f l l 111'=- mm f 73.36=‘物 在此情况下，物镜即为显微镜的孔径光阑 ?-=3.4u mm tg ltgu D 734.73.4428.5122=??==? 物

（2） 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 mm tg tgu L OM A 8668.33.4428.51=??=?= O A P A OM D A ’‘孔 =2 L 目 -目f L ‘ Z

mm OM L f L D A 52.58668.357 .12873 .3657.12822'=?-? =?-? =∴’ ‘物 孔 在中M M B B '? O A P A B A O M B A D B ‘ ‘ ’‘’‘孔=++21 mm y 1045.2' =?= mm O M B 863.7=∴ mm D 726.15=物 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：（1） 15 10 18108=++x x mm x 252=

哈工大光电技术基础及应用大作业

《光电技术基础及应用》大作业 （2015年春季学期） 题目激光测距原理及军事应用 姓名崔晓蒙 学号1110811005 班级1108110班 专业机械设计制造及其自动化 报告提交日期2015年4月23日 哈尔滨工业大学

大作业要求 1.请根据课堂布置的4道大作业题，任选其一，题目自拟，拒绝雷 同和抄袭； 2.大作业最好包含自己的心得、体会或意见、建议等； 3.大作业统一用该模板撰写，字数不少于5000字，上限不限； 4.正文格式：小四号字体，行距为1.25倍行距； 5.图表规范，参考文献不少于8篇； 6.用A4纸单面打印；左侧装订，1枚钉； 7.大作业需同时提交打印稿和2003word电子文档予以存档，电子文 档由班长收齐，统一发送至：j_jyq@https://www.wendangku.net/doc/e311080150.html,； 8.此页不得删除。 评语： 成绩（20分）：教师签名： 2015年5月25日

《激光测距原理及军事应用》 摘要：本文简要介绍了脉冲激光测距原理及常见的激光测距光源，并对它们在军事上的应用作了相应的介绍。 关键词：激光测距，激光光源，军事应用 1.概述 1960年一种神奇的光诞生了，它就是激光。激光的英文名称是Laser，取自英文Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation的各单词的头一个字母组成的缩写词。意思是“受激辐射的光放大”。由于激光在亮度、方向性、单色性以及相干性等方面都有不俗的特点，它一出现就吸引了众多科学工作者的目光，并被迅速地被应用在工业生产方面、国防军工方面、房地产业、各级科研机构、工程、防盗安全等各个行业各个领域：激光焊接、激光切割、激光打孔（包括斜孔、异孔、膏药打孔、水松纸打孔、钢板打孔、包装印刷打孔等）、激光淬火、激光热处理、激光打标、玻璃内雕、激光微调、激光光刻、激光制膜、激光薄膜加工、激光封装、激光修复电路、激光布线技术、激光清洗等。有关于激光的研究与生产制造也如火如荼地开展了起来。 激光与普通光源所发出的光相比，有显著的区别，形成差别的主要原因在于激光是利用受激辐射原理和激光腔滤波效应。而这些本质性的成因使激光具有一些独特的特点： 1.激光的亮度高。固体激光器的亮度更可高达1011W／cm2Sr这是因为激光虽然功率有限，但是由于光束极小，于是具有极高的功率密度，所以激光的亮度一般都大于我们所见所有光（包括可见光中的强者：太阳光），这也是激光可用于星际测量的根本原因所在； 2.激光的单色性好。这是因为激光的光谱频率组成单一。 3.激光的方向性好。激光具有非常小的光束发散角，经过长距离的飞行以后仍然能够保持直线传输； 4.激光的相干性好。我们通常所见到的可见光是非相干光，激光可以做到他们都做不到的事情，比如说切割钢材。 在测距领域，激光的作用更是不容忽视，可以这样说，激光测距是激光应用最早的领域（1960年产生，1962年即被应用于地球与月球间距离的测量）。测量的精确度和分辨率高、抗干扰能力强，体积小同时重量轻的激光测距仪受到了大多数有测距需求的企业、机构或个人的青睐，其市场需求空间大，应用领域广行业需求多，并且起着日益重要的作用。 激光测距是激光在军事上应用最早和最成熟的技术。自1960年第一台激光器--红宝石激光器发明以来，便有人开始进行激光测距的研究。和微波测距等其

光学习题及答案

光学习题及答案 练习二十二 光的相干性 双缝干涉 光程 一.选择题 1. 有三种装置 (1) 完全相同的两盏钠光灯,发出相同波长的光,照射到屏上； (2) 同一盏钠光灯,用黑纸盖住其中部将钠光灯分成上下两部分同时照射到屏上； (3) 用一盏钠光灯照亮一狭缝,此亮缝再照亮与它平行间距很小的两条狭缝,此二亮缝的光照射到屏上. 以上三种装置,能在屏上形成稳定干涉花样的是 (A) 装置(3). (B) 装置(2). (C) 装置(1)(3). (D) 装置(2)(3). 2. 在双缝干涉实验中，为使屏上的干涉条纹间距变大，可以采取的办法是 (A) 使屏靠近双缝. (B) 把两个缝的宽度稍微调窄. (C) 使两缝的间距变小. (D) 改用波长较小的单色光源. 3. 如图所示,设s 1、s 2为两相干光源发出波长为的单色光,分别通过两种介质(折射率分别为n 1和n 2，且n 1>n 2)射到介质的分界面上的P 点,己知s 1P = s 2P = r ,则这两条光的几何路程r ,光程差 和相位差分别为 (A) r = 0 , = 0 , = 0. (B) r = (n 1－n 2) r , =( n 1－n 2) r , =2 (n 1－n 2) r / . (C) r = 0 , =( n 1－n 2) r , =2 (n 1－n 2) r / . (D) r = 0 , =( n 1－n 2) r , =2 (n 1－n 2) r . 4. 如图所示，在一个空长方形箱子的一边刻上一个双缝,当把一个钠光灯照亮的狭缝放在刻有双缝一边的箱子外边时,在箱子的对面壁上产生干涉条纹.如果把透明的油缓慢地灌入这箱子时,条纹的间隔将会发生什么变化答: (A) 保持不变. (B) 条纹间隔增加. (C) 条纹间隔有可能增加. (D) 条纹间隔减小. 5. 用白光(波长为4000～7600)垂直照射间距为a =的双缝,距缝50cm 处放屏幕,则观察到 的第一级彩色条纹和第五级彩色条纹的宽度分别是 (A) ×104m , ×104m. (B) ×104m , ×103m. (C) ×104m , ×104m. (D) ×104m , ×104m. 二.填空题 图 图

光学习题及答案

光学习题及答案 练习二十二光的相干性双缝干涉光程 一.选择题 1.有三种装置 (1)完全相同的两盏钠光灯,发出相同波长的光,照射到屏上； (2)同一盏钠光灯,用黑纸盖住其中部将钠光灯分成上下两部分同时照射到屏上； (3)用一盏钠光灯照亮一狭缝,此亮缝再照亮与它平行间距很小的两条狭缝,此二亮缝的光照射到屏上. 以上三种装置,能在屏上形成稳定干涉花样的是 (A)装置(3). (B)装置(2). (C)装置(1)(3). (D)装置(2)(3). 2.在双缝干涉实验中，为使屏上的干涉条纹间距变大，可以采取的办法是 (A)使屏靠近双缝. (B)把两个缝的宽度稍微调窄. (C)使两缝的间距变小. (D)改用波长较小的单色光源. 3.如图22.1 所示,设s1、s2 为两相干光源发出波长为的单色光,分别通过两种介质(折射 率分别为n1 和n2，且n1>n2)射到介质的分界面上的P点,己知s1P = s2P = r,则这两条光的几 何路程r,光程差和相位差分别为 (A)r = 0 , = 0 , = 0. (B)r = (n1－n2) r , =( n1－n2) r , =2 (n1－n2) r / . (C)r = 0 , =( n1－n2) r , =2 (n1－n2) r / . (D)r = 0 , =( n1－n2) r , =2 (n1－n2) r. 4.如图22.2 所示，在一个空长方形箱子的一边刻上一个双缝,当把一个钠光灯照亮的狭缝放在刻有双缝一边的箱子外边时,在箱子的对面壁上产生干涉条纹.如果把透明的油缓慢地灌入这箱子时,条纹的间隔将会发生什么变化？答: (A)保持不变. (B)条纹间隔增加. (C)条纹间隔有可能增加. (D)条纹间隔减小. 图22.2 5.用白光(波长为4000?～7600?)垂直照射间距 为a=0.25mm 的双缝,距缝50cm 处放屏幕,则观察到的第一级彩色条纹和第五级彩色条纹的宽度分别是 (A) 3.6×10-4m , 3.6×10-4m. (B)7.2×10-4m , 3.6×10-3m. (C)7.2×10-4m , 7.2×10-4m. (D) 3.6×10-4m , 1.8×10-4m.

非线性光学作业(第4章)答案

第四章 1、试求出42m晶体在o+e e 相位匹配方式下的有效非线性光学系数. 答： 对于42m晶体非零张量元素有：d14=d25，d36 所以[d]=000d1400 0000d250 00000d36 所以(d eff)II= ?cosθcosφ?cosθsinφsinθ [d]?1 2 cosθsin2φ1 2 cosθsin2φ ?sinθcosφsinθsinφcosθcos2φ =000?d14cosθcosφ?d25cosθsinφd36sinθ ?1 2 cosθsin2φ1 2 cosθsin2φ ?sinθcosφsinθsinφcosθcos2φ =d14cosθcosφsinθcosφ?d25cosθsinφsinθsinφ+d36sinθcosθcos2φ =1 2 d14+d36sin2θcos2φ 2、推导（4.5-7）式.(参量下转换过程中，ω2和ω3光波光子通量随距离z变化的关系式：答： 能流密度：Sω=2 μ0k ω E(ω)2光子通量：Nω=Sω ?ω =2k E(ω)2 μ0?ω2 特征长度：l m=[1 2c2ω22ω32 k2k3 ?1 χeff2Eω1,0]?1 将（4.5-5）式带入光子通量Nω中得到Nω 2 (z)，并注意到 Nω3(0) l M2= 2k3 E(ω3,0)2 μ0?ω32 ([1 2c2 ω22ω32 k2k3 ? 1 2 χeff2 Eω1,0]?1)2 =2ω22 μ0?k2c χeff2 2 E(ω3,0)2Eω1,02 以及曼利-罗关系：Nω 2+Nω 3 =常数=Nω 3 (0)

得：N ω3 z =N ω3 0 ?N ω2(z )=N ω3 0 1+(Δkl m )2?sin 2{[1l m 2+(Δk )2]1 2z }1+(Δkl m 2 )2 3、简并情况下参量振荡的角度调谐公式推导. 答： 简并时：n 1o =n 2o =n o ，ω1=ω2=12 ω3=ω 相位匹配条件：12 ωn 3e θ0 =2ωn o 新旧震荡之间有如下改变：n 3e θ0 →n 3e θ0 +△n 3；n o →n o +△n o ；ω→ω+△ω 新的匹配条件：ω3(n 3e θ0 +△n 3)=2(ω+△ω)(n o +△n o )，略去△ω△n o 项 △ω= ω3△n 3?2ω△n o o 又因为：△n o =?n o ?ω ω△ω；△n 3e θ0 =?n 3 ?θ θ0 △θ 所以： △ω△θ = eωeθ =ω3?n 3 ?θ θ0 2n 0+2ω?n 0?ω ω； 另有公式 1 (n 3(θ))2 = cos 2θ(n o )2 + sin 2θ (n e ) 2 ??n 3 ?θ θ0 =? n 3e 2 θ 2 sin 2θ[ 1 (n 3e ) 2 ?1(n 3o )2 ] 得到：eωeθ = ω3?n 3 θ0 2n o +2ω?n o ω = ω3?n 3e 2 θ sin 2θ[1(n 3e )2?1 (n 3o )2 ] 2n o +2ω?n o ω 4、推导参量振荡器的温度调谐关系（4.6-56）式，并讨论简并情况。 非简并时： 相位匹配条件：ω3n 3e θ0 =ω1o n 1o +ω2o n 2o 新旧震荡之间有如下改变： ω3→ω3；n 3e θ0 →n 3e θ0 +△n 3；n 1o →n 1o +△n 1o ；n 2o →n 2o +△n 2o ； ω1o →ω1o +△ω1o ；ω2o →ω2o +△ω2o 其中由于能量守恒有△ω2o =?△ω1o ，略去△ω△n o 项得： △ω1o = ω3△n 3?△ω1o △n 1o ?ω2o △n 2o n 1o ?n 2o △n 1o 、△n 2o 、△n 3是由温度变化引起的： △n 1o = en 1o eT △T ；△n 2o = en 2o eT △T ；△n 3=[en 3 en 3o en 3o eT +en 3 en 3e en 3e eT ]△T

网站美工设计基础四次作业

作业一： 1. [单选题] 平面构成是从（B ）这些单个元素开始的。 A、色彩、图形 B、点、线、面 C、构图、排版 D、文字、图片 2．[单选题] 在几何学上，点只有位置，没有（B ） A、色彩 B、大小和形状 C、空间 D、长度 3．[单选题] （B ）是平面构成中最基本的单位元素。 A、点 B、基本形 C、线 D、骨格 4. [单选题] 重复构成是指以一个基本形为主体，在骨格内（B ）排列，排列可做方向、位置及大小等变化。 A、随意 B、重复 C、倾斜 D、并列 5. [单选题] 平时说的“万绿丛中一点红”、“鹤立鸡群”等指的是（A ）现象。 A、特异 B、重复 C、分割 D、自然 6. [单选题] 渐变构成指的是基本形或骨格有规律的（）地变化。 A、渐次 B、倾斜 C、重复 D、排列 7. [单选题] 光是指发光体释放出的射线，即（ A） A、光线 B、色彩 C、色光 D、辐射 8. [单选题] 自然界中，任何客观物象色彩关系的形成都具备光源的照射、物体的反射和环境的折射3个基本因素，即光源色、固有色、（C ）。 A、太阳光 B、人造光 C、环境色 D、对比色 9. [单选题] 明度是指色彩的明暗程度或深浅程度，以光源色来说可以称为（C ） A、深度 B、浅度 C、明暗度 D、发光度 10. [单选题]

同类色是指在色相环中任意（C ）左右的两种以上的颜色。 A、130° B、180° C、15° D、45° 作业二 1．[判断题] 光线与色彩是相互依存的，光是前提，色是结果，没有光也会有色彩。（×）2. [判断题] 固有色不是一个非常准确的概念，因为物体本身并不存在恒定的色彩。（∨）3. [判断题] 光线微弱时物体的固有色变得暗淡模糊。（∨） 4. [判断题] 在可见光谱中红、橙、黄、绿、青、蓝、紫是最纯的颜色。（∨） 5. [判断题] 同种色是指在色相环中任意一种颜色自身产生相同明度的变化的颜色。（∨）6. [判断题] 在平面构成的学习中，可以不考虑设计的具体应用，而把注意力集中于形 式的创造。（∨） 7. [判断题] 平面构成中的重复、特异、对称等方法都可应用到标志设计中。（∨） 8. [判断题] 平面构成中的点是相对而言的，一般来说，点越大，点的感觉越强。（×）9. [判断题] CorelDRAW软件中，按住Ctrl+Alt键后拖动鼠标，可绘制出以鼠标单击点 为中心的正方形边界的网格。（×） 10. [判断题] 矢量图形与分辨率无关，可以将它缩放到任意大小都不会影响其清晰度。（∨） 作业三 1. [单选题] 骨格决定了基本形在构图中（A ）。 A、彼此的关系 B、大小 C、空间 D、形状 2. [单选题] 特异构成指在有规律的形态中，出现一个或几个（ A）的元素。 A、变异 B、相同 C、重复 D、渐变

选修3-4光学练习

光的折射、色散 1．如图，AB 为空气与玻璃界面，直线CD 垂直于界面AB 。 光由空气射入玻璃中，入射光线与直线CD 的夹角为α，折 射光线与直线CD 的夹角为β，该玻璃的折射率等于（ ） A ．βαsin sin B ．αβsin sin C ．α βcos cos D ．βαcos cos 2．如图所示，M 是一块平面镜，位于透明液体之中，镜面水平向 上放置，一细束光线竖直向下射来，穿过液体射到平面镜上， 现将平面镜绕水平轴转动15°角，光线经平面镜反射后在液 面处分成两束，若这两束光线恰好垂直，则这种液体的折射率 为________。 3．如图所示，有一个长方形容器，高为30cm ，宽为40cm ，在容器 的底部平放着一把长40cm 的刻度尺。眼睛在OA 延长线上的E 点观察，视线沿着EA 斜向下看恰能看到尺的左端零刻度，现保 持眼睛的位置不变，向容器内倒入某种液体且至满容器口， 这时眼睛仍沿EA 方向观察，恰能看到尺上20cm 的刻度，则 此种液体的折射率为________。 4．在折射率为n 、厚度为d 的玻璃平板上方的空气中有一点光源 S ，从S 发出光线SA 以角度θ入射到玻璃板上表面，经过玻 璃板后从下表面射出，如图所示。若沿此光线传播的光从光源到玻璃板上表面的传播时间与在玻璃板中的传播时间相等，点光源S 到玻璃上表面的垂直距离h ＝________。 5．半径为R 的玻璃半圆柱体，横截面如图所示，圆心为O 。两 条平行单色红光沿截面射向圆柱面，方向与底面垂直。光线 1的入射点A 为圆柱面的顶点，光线2的入射点B ，∠AOB ＝60°。已知该玻璃对红光的折射率3=n ，则两条光线经 柱面和底面折射后的交点与O 点的距离为________。 6．如图所示，当光线AO 以一定入射角穿过两面平行的玻璃砖时，通过插针法找出跟入射光线AO 对应的出射光线O ′B ，从而确定折射光线OO ′。 （1）如图甲，测出入射角i 和折射角r ，根据n ＝_______可计算出玻璃的折射率。

三片式物镜设计+Zemax文件截图-北交大工程光学设计作业

三片式物镜的设计 小组成员： 执笔人：

1.设计任务的具体指标及其要求 35mm相机胶片50mm焦距F/3.5 玻璃最小中心厚度与边缘厚度4mm，最大中心厚18mm 空气间隔最小2mm 可见光波段光阑位于中间透镜各透镜所用材料SK4---F2----SK4 2.入瞳直径的设定 点击Gen打开General窗口，在General系统通用数据对话框中设置孔径。在孔径类型中选择Image Space F/#，并根据设计要求在Aperture Value中输入3.5.

3.视场的设定 由于使用35mm相机胶片，其规格尺寸为36mm*24mm，Zemax中一般使用圆形像面，因此该矩形像面的外接圆半径经计算为21.7mm，0.707像高的视场高度为15.3mm。 点击Fie打开Field Data窗口，设置三个视场分别为0mm、15.3mm、21.7mm。

4.工作波长的设定 选择可见光波段，点击Wav按钮，设置Select-F，d，C（Visible），自动输入三个特征波长。

5.评价函数的选择 执行命令Editors----Mreit Function打开Mreit Function Editor编辑窗口，在Mreit Function Editor编辑窗口中执行命令Tools---Default Merit Function，打开默认评价函数对话窗口，选择RMS---Spot Radius--Centroid评价方法，并将厚度边界条件设置为玻璃最小中心厚度与边缘厚度4mm，最大中心厚18mm，空气间隔最小2mm。

6.系统的透镜参数设定 在Lens Data Editor中输入部分初始结构，设置中间透镜为光阑，设置各透镜所用玻璃材料类型。 因为此时的焦距为49.7684

常见的光学仪器作业2

八年级物理作业 生活中透镜（二） 一、单项选择题 1、报纸上放有小明的近视眼镜、爸爸的老花眼镜、奶奶度数更深的老花眼镜及妈妈的平光眼镜如图，则奶奶的眼镜是图1中的 （ ） 2、以下光学仪器或元件中，对光起发散作用的是（ ） A 、潜望镜 B 、平面镜 C 、凸透镜 D 、凹透镜 3、用焦距f=10㎝的放大镜观察植物的叶脉时，叶片离放大镜的距离u 应为 ( ) A 、 u ＜10㎝ B 、 u=10㎝ C 、10㎝＜u ＜20㎝ D 、 u>20㎝ 4、如图3所示，手握放大镜，隔着放大镜看物体，则看到的 （ ） A ．只能是正立放大的像 B ．只能是倒立缩小的像 C ．只能是倒立放大的像 D ．前三种像都可以看到 二、填空与作图题 4、在军事题材的电影中常看到军事指挥员手拿一样东西在地图上看，这东西名称叫 ，实际上就是一个 ，通过它可以看到 地图。 7、如图7所示，人的眼睛像一架神奇的照相机，晶状体相当于照相机的_______镜，外界物体在视网膜上所在的像是______实像（选填“正立”或“倒立”）． 1、完成下列各光路。 二、实验题： 1、小华在观察凸透镜成像的条件的实验中： （1）把蜡烛、凸透镜、光屏从左向右依次放在同一＿＿＿＿上，点燃蜡烛并调整烛焰、凸透镜、光屏的高度，使它们的中心大致在同一＿＿＿＿＿＿＿。 （2）确定像的位置时，沿凸透镜主光轴移动光屏，直到光屏上出现明亮、＿＿＿的烛焰像； （3）从蜡烛到凸透镜距离等于2倍焦距处开始，向焦点方向移动蜡烛，在这过程中，像到 透镜的距离＿＿＿＿(增大/减小/不变)，像＿＿＿＿(变大/变小/不变)； （4）实验得到的结论是： 凸透镜成放大实像的条件是： ；凸透镜成缩小实像的条件是： ；凸透镜放大虚像的条件是： 。 图1 A B C D 图7 F F o F

2、光学答案

光测答案2014年1月9日 1、像电灯这样自己发光的物体叫做光源。在月亮、镜子、点亮的日光灯、太阳、星星中属于光源的是点亮的日光灯、太阳、星星。 2、物体影子的方向与同一光源从不同的方位照射有关。 3、用手电筒从上面和侧面照射一只陶瓷盆，所产生的影子形状不同、长短不 同。 4、用手电筒照射距离墙面不同远、大小相同的物体，所产生的影子长短不同。 5、影子产生的条件是光源、物体、影屏。 6、从不同侧面照射得到的物体的影子叫做投影。 7、光碰到镜面改变了传播方向，被反射回去，这种现象叫做光的反射。 也叫反光。生活中我知道运用光的反射原理的物品有照镜子、看书、白色墙壁、潜望镜、反光镜、月球的光、电筒灯罩、凹面镜等。 8、同一时间，同一地点阳光下不同物体的影子方向相同。 9、不同时间，阳光下同一物体的影子方向和长短发生变化。 10、阳光下，上午的影子由长变短，下午的影子由短变长，正午的影子最短。 11、光在空气中是以直线的形式传播的，光在空气中是以每秒约30万千米的速 度传播的，太阳离地球的距离为1.5亿千米，从太阳发出光到达地球约需要8分钟。 12、夜晚汽车车灯射出笔直的光的现象能证明光是以直线形式传播的。 13、影子总是在物体背光的一侧。 14、教室的墙面涂成白色的主要原因是有利于光的反射。 15、光强，得到的温度就高；光弱，得到的温度就低。 16、太阳灶就是利用凹面镜能把光线会聚起来产生高温的原理制造的。 17、不能用放大镜或望远镜直接看太阳。 18、眼睛有一个能控制入射光线的器官，就是瞳孔。当光强时，瞳孔会缩小； 当光弱时，瞳孔就会放大。 19、在物体的颜色与吸热实验中，升温最快的是黑色。 20、一天中阳光下物体的影子最长的时候在早晨和傍晚，最短的时候是在正午。 21、潜望镜是利用光的反射原理制成的。 22、奥运会圣火是利用凹面镜聚光聚热取得的。 23、反射光是以直线传播的。

工程光学,郁道银,第二章习题及答案

第二章习题及答案 1、已知照相物镜的焦距f’＝75mm,被摄景物位于（以F点为坐标原点）x=、-10m、-8m、-6m、-4m、-2m 处，试求照相底片应分别放在离物镜的像方焦面多远的地方。 解：（1）xx′=ff′，x= -∝得到：x′=0 （2）x= -10 ，x′= （3）x= -8 ，x′= （4）x= -6 ，x′= （5）x= -4 ，x′= （6）x= -2 ，x′= 2、已知一个透镜把物体放大-3x 投影在屏幕上，当透镜向物体移近18mm 时，物体将被放大-4x 试求透镜的焦距，并用图解法校核之。 解： 3．一个薄透镜对某一物体成实像，放大率为-1x,今以另一个薄透镜紧贴在第一个透镜上，则见像向透镜方向移动20mm，放大率为原先的3/4 倍，求两块透镜的焦距为多少 解：

4．有一正薄透镜对某一物成倒立的实像，像高为物高的一半，今将物面向透镜 移近 100mm ，则所得像与物同大小，求该正透镜组的焦距。 解： 5．希望得到一个对无限远成像的长焦距物镜，焦距 =1200mm ，由物镜顶点到 像面的距离 L =700 mm ，由系统最后一面到像平面的距离（工作距）为 ，按最简单结构的薄透镜系统考虑，求系统结构，并画出光路图。 解： 6．一短焦距物镜，已知其焦距为 35 mm ，筒长 L =65 mm ，工作距,按最简单结 构的薄透镜系统考虑，求系统结构。

解： 7．已知一透镜求其焦距、光焦度。 解： 8．一薄透镜组焦距为100 mm，和另一焦距为50 mm 的薄透镜组合，其组合焦距仍为100 mm，问两薄透镜的相对位置。 解： 9．长60 mm，折射率为的玻璃棒，在其两端磨成曲率半径为10 mm 的凸球面，试求其焦距。 解：

现代光学设计作业

现代光学设计——结课总结 光学工程一班陈江坤 学号2120100556

一、掌握采用常用评价指标评价光学系统成像质量的方法，对几何像差和垂轴像差进行分类和总结。 像质评价方法 一、几何像差曲线 1、球差曲线： 球差曲线纵坐标是孔径，横坐标是球差（色球差），使用这个曲线图，一要注意球 差的大小，二要注意曲线的形状特别是代表几种色光的几条曲线之间的分开程度，如果单 根曲线还可以，但是曲线间距离很大，说明系统的位置色差很严重。 2、轴外细光束像差曲线 这一般是由两个曲线图构成。图中左边的是像散场曲曲线，右边的是畸变，不同颜色 表示不同色光，T和S分别表示子午和弧矢量，同色的T和S间的距离表示像散的大小，纵坐标为视场，左图横坐标是场曲，右图是畸变的百分比值，左图中几种不同色曲线间距 是放大色差值。

3、横向特性曲线（子午垂轴像差曲线）： 不同视场的子午垂轴像差曲线，纵坐标EY代表像差大小，横坐标PY代表入瞳大小，每一条曲线代表一个视场的子午光束在像面上的聚交情况。理想的成像效果应当是曲线和横轴重合，所有孔径的光线对都在一点成像。纵坐标上对应的区间就是子午光束在理想像面上的最大弥散斑范围。这个数值和点列图中的GEO尺寸一致，GEO尺寸就是横向特性曲线中该视场三个光波中弥散最大的那个半径。其中主光线用于描述单色像差情况；三个波长曲线用于描述垂轴色差情况。横向像差特性曲线图表示了视场角由小到大时垂轴像差曲线的变化，从中可以看出子午垂轴像差随视场变化规律。子午垂轴像差曲线的形状当然是子午像差：细光束子午场曲、子午球差和子午彗差决定的，因此曲线形状和像差数量的对应关系经常在像差校正中用到。根据像差曲线可以判断出要改善系统的成像质量，就必须改变曲线的形状和位置，即改变三种子午像差的数量。 将子午光线对a、b作连线，该连线的斜率m = (Ya-Yb)/2h 与宽光束子午场曲X’T 成正比。口径改变时，连线斜率变化表示宽光束子午场曲也随着变化。当口径减小趋于0时，连线成了坐标原点(对应主光线)的切线，切线的斜率和细光束子午场曲x’t相对应。子午光线对连线的斜率与原点切线斜率之间的差和子午球差(X’T –x’t)成正比，两个斜率夹角越大，子午球差越大。即：宽光束子午场曲与细光束子午场曲的差和子午球差成正比。当宽光束子午场曲与细光束子午场曲的符号由同号变成异号时表明子午球差加大。子午光线对连线和纵坐标交点的高度等于(Ya +Yb)/2，是子午彗差K’T。不同波长子午光线对连线和纵坐标交点之差表示两种不同波长光之间的“色彗差”。彗差是与孔径和视场都有关的一个像差，主要反映了经过光学系统后与主光线原对称的光线对不再与主光线对称的情形，能量上反映了对于中心点的不对称，也就是“彗尾现象”。 至于色差情况，三个波长的横向特性曲线差值就反映了轴外点垂轴色差的情况。横向特性曲线充分反映了轴外像点的成像质量和随入瞳孔径、视场大小的变化规律。在光学设计过程中，我们需要仔细的分析这些像差中那一个占据主要地位以及采取相应的措施，达到像差校正和像差平衡的目的。 弧矢像差的分析方法与子午像差分析方法相同。 对应轴上点，只有两种像差需要分析，即：轴向球差和轴向色差。“轴上点像差特性曲线（longitudinal aberration）”，通过对于轴上点球差、轴向色差的描述，综合的反映了轴上点成像质量；“场曲和畸变特性曲线”，描述了系统的子午场曲、弧矢场曲、色散、畸变等像差参数；“横向色差特性曲线”，描述了系统垂轴色差随着视场变化的规律。 二、点列图 由一点发出的许多光线经光学系统后，因像差使其与像面的交点不再集中于同一点，而形成了一个散布在一定范围的弥散图形，称为点列图。，点列图是在现代光学设计中最常用的评价方法之一。

光学第2章习题及答案

第二章习题答案 2—1 铯的逸出功为，试求： （1）铯的光电效应阈频率及阈值波长； （2）如果要得到能 量为的光电子，必须使用多少波长的光照射 解：光电效应方程 2 12 m mv h =ν-Φ （1） 由题意知 0m v = 即 0h ν-Φ= 14 15 1.9 4.59104.13610ev Hz h ev s -Φν= ==??? 1.24652.61.9c hc nm Kev nm ev λ?====νΦ （2） ∵ 2 1 1.52 m mv ev = ∴ 1.5c ev h h λ =ν-Φ=-Φ 1.24364.71.5 1.5 1.9hc nm Kev nm ev ev ev λ?= ==+Φ+ 2-2 对于氢原子、一次电离的氢离子He ＋ 和两次电离的锂离子Li ＋＋ ，分别计算它们的： （1）第一、第二玻尔轨道半径及电子在这些轨道上的速度；（2）电子在基态的结合能； （3）由基态带第一激发态所需的激发能量及由第一激发态退激到基态所放光子的波长。 解：（1）由波尔理论及电子的轨道半径公式 r 1为氢原子第一波尔半径 222 01122204()(197.3)0.0530.511e e c r a nm nm m e m c e 6 πε====≈/4πε?10?1.44 h h 氢原子第二波尔半径 可知：He + (Z=2) Li + + (Z=3) 电子在波尔轨道上的速率为 2 1 n n r r z =221140.212r n r r nm ===112 210.0265220.1062a r nm r a nm ====112 210.0176320.07053 a r nm r a nm ====n z v c n =α