光学系统设计(五)答案

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1、光学系统设计（五）参考答案及评分标准一、单项选择题（本大题共20小题。每小题1分，共20分）题号1-56-1011-1516-20答案BADCADCCBAAABCBACBBA二、填空题（本大题11小题。每空1分，共20分）21.小22.色差、色差、场曲23.95.5624.球心处、顶点处、齐明点处（）25.26.027.028.-0.125、前、0.0937529.场曲30.边缘、0.70731.彗差、畸变、倍率色差三、名词解释（本大题共5小题。每小题2分，共10分）32．像差：实际光学系统所成的像和近轴区所成的像之间的差异称为像差。评分标准：主要意思正确得2分。33．二级光谱：如果光

2、学系统已对两种色光校正了位置色差，这两种色光的公共像点相对于第三种色光的像点位置仍有差异，该差异称为二级光谱。评分标准：答对主要意思得2分。34．焦深：由于实际像点在高斯像点前后范围以内，波像差不超过1/4波长，故把定义为焦深，即。评分标准：主要意思正确得2分。35．正弦差：正弦差是轴外小视场成像的宽光束的不对称性的量度，其表达公式为。评分标准：主要意思正确得2分。36．复消色物镜：校正了系统二级光谱的物镜，称为复消色物镜。评分标准：答对主要意思得2分。四、简答题（本大题共6小题。每小题5分，共30分）37．简述瑞利判断和斯托列尔准则，二者有什么关系？答：瑞利判断：实际波面与参考球面波

3、之间的最大波像差不超过时，此波面可看作是无缺陷的。斯托列尔准则：成像衍射斑中心亮度和不存在像差时衍射斑中心亮度之比时，认为光学系统的成像质量是完善的。这两个准则是相互一致的，当最大波像差为时，值刚好约等于0.8评分标准：答出每个准则的概念各得2分，关系正确得1分。38．完全对称式系统，当时，垂轴像差与沿轴像差有何特性？答：垂轴像差可以得到自动校正，即彗差、畸变和倍率色差均为零；而沿轴像差为系统半部像差的2倍，如球差、像散、场曲和位置色差。评分标准：垂轴像差特性论述正确得3分；沿轴像差特性论述正确得2分。39．消像差谱线的选择有何原则？答：应对接收器最敏感的谱线消单色像差，对接收器能接受

4、的波段范围两边缘附近的谱线校正色差。评分标准：消单色像差原则正确得2分，消色像差原则正确得3分。40.一物体的峰-谷比（peaktovalley）是，问是否满足Rayleigh条件？答：满足Rayleigh条件，因为根据Rayleigh判断，实际波面和参考波面之间的最大波像差(峰谷比)不超过0.25时，此波面可看作是无缺陷的成像质量较好。评分标准：答对主要意思得5分。41.近视眼应佩戴何种透镜加以矫正？为什么？答：应佩戴凹透镜加以矫正，使光线经过水晶体后发散，重新汇聚到视网膜上。评分标准：答对大意得5分。42.密接双薄透镜系统，光焦度已知，若要消位置色差，试确定其光焦度分配。答：对于薄

5、透镜组，由于单薄透镜的初级位置色差系数，所以有两方程联立，得两薄透镜的光焦度分配为，评分标准：列出两联立方程各得1.5分，光焦度分配结果正确得2分。五、计算题（每题10分，共20分）43.一双分离薄透镜系统，其主光线与高斯像面交点的高度为9.82mm，相对畸变值为3%，试求理想像高。解：，已知，可得评分标准：相对畸变公式正确得6分，结果正确得4分。44.设计一齐明透镜，第一面曲率半径，物点位于第一面曲率中心处，第二球面满足启明条件，若该透镜厚度，折射率，该透镜位于空气中，求（1）该透镜第二面的曲率半径；（2）该启明透镜的垂轴放大率。解：（1）根据题意得，物点发出光线经第一面后按直线传播

6、，相对于第二面，其物距，根据齐明条件，可得（2）由垂轴放大率公式，得，，则该透镜的垂轴放大率评分标准：每问5分，其中第一问中列对方程得3分，结果正确得2分；第二问中，列对、方程各得2分，结果正确得1分。