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第1章 几何光学基础知识 几何光学基础知识 选择题
1、 关于理想光学系统，下列说法正确的是（）
答案: 主平面是横向放大率为+1的一对共轭面
2、 两个节点是一对（）
答案: 角放大率为+1的共轭点
3、 若薄透镜两侧的介质不同，下列说法正确的是（）
答案: 两个焦点不对称
4、 若薄透镜置于空气中并且屈光力小于零，下列说法正确的是（）
答案: 透镜为发散型的
5、 若薄透镜置于空气中并且屈光力大于零，下列说法正确的是（）
答案: 透镜为会聚型的
6、 下列说法不正确的是（）
答案: 一对焦点是共轭点
7、 下列说法不正确的是（）
答案: 一对焦平面是共轭面
8、 凸面反射镜的曲率半径为4 cm，物位于反射镜左侧2 cm处，则像距为（）
答案: 1 cm
9、 若物位于凹面反射镜的焦点和顶点之间，则下列说法正确的是（）
答案: 成正立放大虚像
10、 若物位于凹面反射镜的焦点和曲率中心之间，则下列说法正确的是（）
答案: 成倒立放大实像
11、 球面反射所成的像为（）
答案: 正立和倒立均有可能
12、 在球面反射成像系统中（）
答案: 两个焦点重合
13、 关于球面折射下列说法正确的是（）
答案: 两个焦点不对称
14、 物点通过球面折射光学系统成像，下列说法正确的是（）
答案: 不是一个点
15、 关于球面折射光学系统成像，下列说法正确的是（）
答案: 不能成完善的像
16、 对于单球面近轴折射成像系统，若凹面侧的折射率大于凸面侧的折射率，下列说法正确的是（）
答案: 该系统为会聚型
17、 物通过置于空气中的平板玻璃成像时，下列说法正确的是（）
答案: 像与原始物的间距与平板玻璃的厚度有关，与原始物距大小无关
18、 实物通过平面折射光学系统所成的像为（）
答案: 虚像
19、 实物通过平面折射光学系统所成的像为（）
答案: 不完善的像
20、 平面折射光学系统的横向放大率（）
答案: 等于1
21、 对于平面折射光学系统，若实物位于光密介质一侧，关于物距和像距下列答案正确的是
答案: |I|＞|I ’|
22、 实物通过平面镜反射所成的像为（）
答案: 完善的像
23、 平面反射光学系统的横向放大率（）
答案: 等于1
24、 实物通过平面反射镜所成的像为（）
答案: 虚像
25、 实物通过平面反射镜成像时（）
答案: 不改变光束的单心性
26、 下列能成完善像的光学系统是（）
答案: 平面反射系统
27、 关于棱镜片下列说法正确的是（）
答案: 改变光线方向，不改变光束的聚散度
28、 主光轴上的物点经薄透镜成实像，下列说法正确的是（）
答案: 入射光束的聚散度为负值，出射光束的聚散度为正值
29、 关于全反射现象，下列说法正确的是（）
答案: 光线由光密介质向光疏介质传播时有可能发生全反射
30、 两个节点是一对
答案: 角放大率为+1的共轭点
31、 若薄透镜置于空气中并且屈光力小于零，下列说法正确的是
答案: 透镜为发散型的
32、 若薄透镜置于空气中并且屈光力大于零，下列说法正确的是
答案: 透镜为会聚型的
33、 下列说法不正确的是
答案: 一对焦平面是共轭面
34、 凸面反射镜的曲率半径为4 cm，物位于反射镜左侧2 cm处，则像距为
答案: 1 cm
35、 若物位于凹面反射镜的焦点和顶点之间，则下列说法正确的是
答案: 成正立放大虚像
36、 若物位于凹面反射镜的焦点和曲率中心之间，则下列说法正确的是
答案: 成倒立放大实像
37、 球面反射所成的像为
答案: 正立和倒立均有可能
38、 在球面反射成像系统中
答案: 两个焦点重合
39、 关于球面折射下列说法正确的是
答案: 两个焦点不对称
40、 物点通过球面折射光学系统成像，下列说法正确的是
答案: 不是一个点
41、 关于球面折射光学系统成像，下列说法正确的是
答案: 不能成完善的像
42、 对于单球面近轴折射成像系统，若凹面侧的折射率大于凸面侧的折射率，下列说法正确的是
答案: 该系统为会聚型
43、 物通过置于空气中的平板玻璃成像时，下列说法正确的是
答案: 像与原始物的间距与平板玻璃的厚度有关，与原始物距大小无关
44、 实物通过平面折射光学系统所成的像为
答案: 虚像
45、 实物通过平面折射光学系统所成的像为
答案: 不完善的像
46、 平面折射光学系统的横向放大率
答案: 等于1
47、 平面反射光学系统的横向放大率
答案: 等于1
48、 实物通过平面反射镜所成的像为
答案: 完善的像
49、 关于棱镜片下列说法正确的是
答案: 改变光线方向，不改变光束的聚散度
50、 主光轴上的物点经薄透镜成实像，下列说法正确的是
答案: 入射光束的聚散度为负值，出射光束的聚散度为正值
作业第1章 几何光学基础知识 几何光学基础知识 计算题
1、 阶跃型光纤以全放射来传光。已知某玻璃光纤芯子的折射率为1.56，包层折射率为1.44，球光从空气中入射的孔径角不超过多少才能通过光纤传输？
评分规则: 
2、 做飞秒激光手术时，会用折射率1.5，厚度0.8 mm的塑料吸盘固定压平角膜（看成平行平板），与没有放置塑料吸盘相比，飞秒激光焦点相对角膜应如何移动？
评分规则: 
3、 有一等边折射三棱镜，其折射率为1.65，求：1）光线经该棱镜的两个折射面折射后产生最小偏角时的入射角；2）最小偏角值；
评分规则: 
4、 有一物点位于屈光力为-5 D的薄透镜的像方焦点上。试确定像的位置。
评分规则: 
5、 折射率为1.5，曲率半径为10 cm的等双凹薄透镜，与–个距透镜20 cm的物一起放入折射率为1.33的水中。试确定像的位置。
评分规则: 
6、 折射率为1.5的双凸透镜，其两个球面的曲率半径为10 cm和20 cm，沿轴厚度为1 cm。试求其焦点、主点和节点的位置。
评分规则: 
7、 厚透镜的像方焦距f’ = 6 cm，两个焦点的间隔为12.5 cm。若①物点置于光轴上物方焦点左侧2 cm处;②物点置于光轴上物方焦点右侧2 cm处。试确定上述两种情况下像的位置以及像的性质。
评分规则: 
8、 焦距为20 cm的薄凸透镜与焦距为20 cm的薄凹透镜间隔6 cm。试求:①透镜组的焦点和主点位置;②物放在凸透镜左侧30 cm时像的位置。
评分规则: 
9、 阶跃型光纤以全放射来传光。已知某玻璃光纤芯子的折射率为1.56，包层折射率为1.44，球光从空气中入射的孔径角不超过多少才能通过光纤传输？
评分规则:
10、 有一等边折射三棱镜，其折射率为1.65，求：①光线经该棱镜的两个折射面折射后产生最小偏角时的入射角；②最小偏角值；
评分规则:
11、 折射率为1.5，曲率半径为10 cm的等双凹薄透镜，与一个距透镜20 cm的物一起放入折射率为1.33的水中。试确定像的位置。
评分规则:
12、 厚透镜的像方焦距f’ = 6 cm，两个焦点的间隔为12.5 cm。①若物点置于光轴上物方焦点左侧2 cm处，确定像的位置以及像的性质②若物点置于光轴上物方焦点右侧2 cm处，确定像的位置以及像的性
评分规则:
13、 焦距为20 cm的薄凸透镜与焦距为20 cm的薄凹透镜间隔6 cm。试求：①透镜组的焦点和主点位置？②物放在凸透镜左侧30 cm时像的位置？
评分规则:
第2章 光阑 光阑 选择题
1、 以下关于孔径光阑的描述，错误的是（）
答案: 不可能是透镜本身
2、 以下关于入瞳和出瞳的描述，错误的是（）
答案: 孔径光阑经其前方的光学系统所成的像为出瞳
3、 人眼的瞳孔相当于（）
答案: 孔径光阑
4、 当物点在垂直光轴方向上下移动时，系统的孔径光阑（）
答案: 不变
5、 大多数望远镜和显微镜的孔径光阑都位于（）
答案: 物镜
6、 以下关于主光线的描述，错误的是（）
答案: 通过光学系统的节点
7、 相机的相对孔径增大，则以下说法错误的是（）
答案: F数越大
8、 视场光阑经它前面的光学系统所成的像为（）
答案: 入射窗
9、 视场光阑所限制的成像物体的实际大小称为（）
答案: 物方视场
10、 光学系统中的孔径光阑和视场光阑的关系是（）
答案: 孔径光阑和视场光阑两者不能合一
11、 以下关于渐晕的描述，错误的是（）
答案: 轴上物点发出的光束被光学系统所限制，而使像的亮度减弱的现象叫做渐晕
12、 使用目视仪器时，眼瞳必须和仪器的出瞳重合的原因是（）
答案: 减小渐晕
13、 以下关于景深和焦深的描述，错误的是（）
答案: 焦深增大，眼的分辨率就增大
14、 取光圈指数大的镜头时，会产生以下何种变化（）
答案: 焦深增大
15、 以下何种方式不能制造浅景深的效果（）
答案: 增加分辨率
16、 瞳孔直径一定时，屈光性近视眼与屈光性远视眼的景深相比（）
答案: 屈光性近视眼景深大
17、 瞳孔缩小的时候（）
答案: 景深增加
18、 以下关于远心光路的描述，正确的是（）
答案: 将出射光瞳位于像方焦平面所形成的光学系统称为物方远心光路
19、 以下关于物方远心光路和像方远心光路的特点，正确的是（）
答案: 物方远心光路的入瞳位于物空间无限远处
20、 为了减小显微镜的测量误差，采用物方远心光路，应将孔径光阑设置在
答案: 物镜像方焦平面
21、 用数码相机拍摄远处一只鸽子，景深尽可能小，镜头应该选择
答案: 焦距100 mm，F2；
22、 下图为显微镜光路图，请指出孔径光阑和视场光阑分别是哪个。（ ）
答案: B 物镜， 分划板
23、 以下关于孔径光阑的描述，错误的是
答案: 不可能是透镜本身
24、 人眼的瞳孔相当于
答案: 孔径光阑
25、 当物点在垂直光轴方向上下移动时，系统的孔径光阑
答案: 不变
26、 以下关于主光线的描述，错误的是
答案: 通过光学系统的节点
27、 相机的相对孔径增大，则以下说法错误的是
答案: F数越大
28、 视场光阑经它前面的光学系统所成的像为
答案: 入射窗
29、 视场光阑所限制的成像物体的实际大小称为
答案: 物方视场
30、 以下关于渐晕的描述，错误的是
答案: 轴上物点发出的光束被光学系统所限制，而使像的亮度减弱的现象叫做渐晕
31、 以下关于景深和焦深的描述，错误的是
答案: 焦深增大，眼的分辨率就增大
32、 瞳孔直径一定时，屈光性近视眼与屈光性远视眼的景深相比
答案: 屈光性近视眼景深大
33、 瞳孔缩小的时候
答案: 景深增加
34、 以下关于远心光路的描述，正确的是
答案: 将出射光瞳位于像方焦平面所形成的光学系统称为物方远心光路
35、 用数码相机拍摄远处一只鸽子，景深尽可能小，镜头应该选择
答案: 焦距100 mm，F2
36、 下图为显微镜光路图，请指出孔径光阑和视场光阑分别是哪个
答案: 物镜、 分划板
作业第2章 光阑 光阑 计算题
1、 一孔径为2.5 cm的光阑位于焦距为3 cm，直径为4 cm的凸薄透镜前1.5 cm 处，有一高为1 cm的物位于光阑前6 cm处。求：(1) 入射光瞳和出射光瞳的位置及大小；(2) 求物体所成像的位置。
评分规则: 
2、 焦距分别为8 cm和2 cm的正屈光力薄透镜间隔5 cm，透镜口径分别为5 cm和3 cm，两个透镜之间且距离第一个透镜2 cm的位置设置一个通光孔，口径为1 cm；轴上物点距离第一个透镜10 cm。（1）作图法判断孔径光阑；（2）计算入瞳与出曈的位置和大小。
评分规则: 
3、 物面距离人眼10 cm，焦距为12 cm、口径为4 cm的薄透镜位于物面和人眼的中间位置，人眼瞳孔直径6 mm，求人眼通过透镜能够看到的无渐晕的最大视场；
评分规则: 
4、 设允许的弥散斑直径为0.005 mm，入射光瞳的直径为3 mm，试计算焦度为58.64 D的眼看无限远处目标时的景深范围。
评分规则: 
5、 焦距分别为8 cm和2 cm的正屈光力薄透镜间隔5 cm，透镜口径分别为5 cm和3 cm，两个透镜之间且距离第一个透镜2 cm的位置设置一个通光孔，口径为1 cm；轴上物点距离第一个透镜10 cm。① 作图法判断孔径光阑；② 计算入瞳与出曈的位置和大小。
评分规则:
6、 物面距离人眼10 cm，焦距为12 cm、口径为4 cm的薄透镜位于物面和人眼的中间位置，人眼瞳孔直径6 mm，求人眼通过透镜能够看到的无渐晕的最大视场
评分规则:
7、 设允许的弥散斑直径为0.005 mm，入射光瞳的直径为3 mm，试计算焦度为58.64 D的眼看无限远处目标时的景深范围
评分规则:
第3章 像差 像差 选择题
1、 球面反射镜有几对无球差的共轭点？
答案: 2对
2、 缩小光学系统的孔径光阑，哪些像差会得到改善？
答案: 球差、彗差
3、 在7种几何像差中，对轴上点成像产生圆形弥散斑的有几种？
答案: 2种
4、 在7种几何像差中，不影响成像清晰度的有几种？
答案: 2种
5、 假设一个光学系统只产生像散像差，对垂直于光轴的物面A图进行成像，光轴过物面中心，请判断B图和C图中哪一个是子午像面，哪一个是弧矢像面？
答案: B是子午面，C是弧矢面
6、 以下几种初级像差中，当视场很小时就要考虑的是
答案: 彗差
7、 在以下的哪个平面，轴外物点的像是垂直于子午面的短线？
答案: 子午像面
8、 在球差、彗差、像散、像面弯曲、畸变、位置色差、倍率色差中，对轴上点成像产生圆形弥散斑的有
答案: 2种
9、 各种像差中，对轴上点成像产生圆形弥散斑的有
答案: 球差、位置色差
10、 轴上物点位于折射球面的齐明点位置时可以实现无球差成像，折射球面共有几类齐明点？
答案: 3
11、 球面反射镜有几对无球差的共轭点？
答案: 2对
12、 在对称式光学系统中，当b = -1时，下列哪些像差将自动校正？
答案: 彗差、倍率色差
13、 缩小光学系统的孔径光阑，以下哪些像差会得到改善（）
答案: 球差、位置色差
14、 缩小光学系统的孔径光阑，以下哪些像差会得到改善
答案: 球差、彗差
15、 以下不影响像面清晰度的像差是（）
答案: 畸变
16、 光学系统轴上像差有（）
答案: 球差，位置色差
17、 轴上点成像时，发现像点是彩色的，是由哪种像差引起的（）
答案: 位置色差
18、 调制传递函数中低频和高频分别代表（）
答案: 物体的轮廓，物体的细节
19、 下图是两个光学系统的调制传递函数，以下说法错误的是（）
答案: 两个图代表的光学系统的成像物面不同
20、 正负透镜组成的双胶合透镜可以矫正
答案: 球差和位置色差
21、 缩小光学系统的孔径光阑，以下哪些像差会得到改善
答案: 球差、位置色差
22、 轴上点成像时，发现像点是彩色的，是由哪种像差引起的
答案: 位置色差
23、 下图是两个光学系统的调制传递函数，以下说法错误的是
答案: 两个图代表的光学系统的成像物面不同
作业第3章 像差 像差 计算题
1、 请描述消色差透镜的基本结构，并解释为什么需要采用两种不同材料的玻璃。
评分规则: 
2、 一个屈光力为+2.00 D的双胶合消色差透镜由以下玻璃材料构成，请计算组成消色差透镜的两个薄透镜的屈光力.nCndnF冕牌玻璃1.50151.50451.5105火石玻璃1.62251.63051.6405
评分规则: 
3、 在设计眼镜镜片时，需要特别关注哪些像差
评分规则: 眼镜片的球差和彗差在人眼瞳孔的约束作用下，对视觉质量的影响有限。人眼对畸变又具有较好的适应能力。因此，只有像散和场曲是眼镜片设计主要考虑的像差。另外，眼镜片产生的色差与镜片材料的阿贝数有关，选择具有较大阿贝数的材料可以最小化色差.
4、 
评分规则: 
5、 用光学传递函数进行像质评价有哪些优点
评分规则: 解析：光学传递函数反映光学系统对物体不同空间频率成分的传递能力。它既与光学系统的几何像差有关，又与光学系统的衍射效果有关，能够计算与测量，对大、小像差系统均适用，是一种有效、客观而且比较全面的像质评价方法。
6、 简述斯特列尔判断、瑞利判断、分辨率、点列图这四种像质评价方法的优缺点
评分规则: 解析：斯特列尔判断是评价小像差光学系统成像质量的一个比较严格而又可靠的方法。 瑞利判断是一种较为严格的像质评价方法，主要适用于小像差光学系统，因为波像差易于计算，且与几何像差的关系比较简单，根据波像差情况能够指导像差校正，并得出几何像差的公差范围。但是瑞利判断只考虑波像差的最大值，没有考虑缺陷部分在整个波面面积中所占的比重，所以还是不够严密。分辨率用一个数值定量地表示实际光学系统成像质量的好坏，测定方法也比较简单，广泛应用于光学仪器的质量检验。由于光学系统的分辨率与相对孔径、照明条件、观测对象、背景亮度和光能接收器等有关，所以，只用于大像差系统的像质评价，而且存在伪分辨现象。点列图是一种简单易行、形象直观的像质评价方法，利用几何光线追迹可以准确地得到点物的成像情况，仅适用于大像差光学系统，并忽略了衍射效应。
7、 光学系统的孔径光阑和视场的大小对各种像差有何影响
评分规则: 球差是轴上点以宽光束成像时产生的像差，它随孔径的大小而变化，与视场无关；当孔径缩小至仅能允许近轴光线通过时，球差基本消除；彗差是轴外点以宽光束成像时产生的像差，它将随孔径和视场的变化而变化；当以细光束成像时，彗差便基本消除；像散、场曲、畸变和倍率色差都属轴外细光束像差，主要随视场的大小而变化，即使以细光束成像，也无法消除；位置色差属轴上细光束产生的像差，它随孔径的大小而变化，与视场大小无关。即使以近轴光（即轴上细光束）成像，也会产生位置色差；
8、 一个屈光力为+2.00 D的双胶合消色差透镜由以下玻璃材料构成，请计算组成消色差透镜的两个薄透镜的屈光力？nCndnF冕牌玻璃1.50151.50451.5105火石玻璃1.62251.63051.6405
评分规则:
9、 在设计眼镜镜片时，需要特别关注哪些像差？
评分规则: 眼镜片的球差和彗差在人眼瞳孔的约束作用下，对视觉质量的影响有限。人眼对畸变又具有较好的适应能力。因此，只有像散和场曲是眼镜片设计主要考虑的像差。另外，眼镜片产生的色差与镜片材料的阿贝数有关，选择具有较大阿贝数的材料可以最小化色差.
10、
评分规则:
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