mooc 光学系统设计与工艺。答案
1、用撒铁屑的方法可以判断条形磁铁N极位置[判断题] *
对
错(正确答案)
答案解析：铁屑可以判断磁极的位置，但是无法判断具体是S极还是N极，利用小磁针可以判断具体的S极和N极
2、2．在800 m比赛中，李明以2分01秒46的成绩获得冠军，其中的2分01秒46指的是时间间隔，800 m指位移．[判断题] *
对
错(正确答案)
3、家庭电路中与灯泡串联的开关可以接在火线上，也可以接在零线上[判断题] *
对
错(正确答案)
答案解析：开关接火线
4、16．为了探究声音的产生条件是什么，以下几个实验方案，你认为能说明问题的实验是（）[单选题] *
A．放在钟罩内的闹钟正在响铃，把钟罩内空气抽出去一些后，铃声明显减小
B．把正在发声的防水音乐盒放入水中，我们仍能听见音乐盒发出的声音
C．吹响小号后，按不同的键使其发出不同的声音
D．在吊着的大钟上固定一支细小的笔，把钟敲响后，用纸在笔尖上迅速拖过，纸上可以看到一条来回弯曲的细线(正确答案)
5、【多选题】下列有尖物体内能的说法正确的是( AB)
A.橡皮筋被拉伸时，分子间势能增加(正确答案)
B.1kg0℃的水内能比l kg0℃的冰内能大(正确答案)
C.静止的物体其分子的平均动能为零
D.物体被举得越高，其分子势能越大
6、15．学习科学知识的价值之一，是主动将所学知识创造性地服务于社会。如“声音的传播需要介质”就有许多实际应用。下列发明成果应用了这一知识的是（）[单选题] *
A．验钞机
B．望远镜
C．真空玻璃(正确答案)
D．体温计
7、2．在探索微小粒子的历程中，科学家们用一系列高能物理实验证实了大量微小粒子的存在，下列微粒按空间尺度从大到小的顺序排列的是（）[单选题] *
A．质子、夸克、原子核、电子
B．原子、原子核、电子、质子
C．原子、原子核、质子、电子(正确答案)
D．夸克、质子、原子核、原子
8、中国科技馆里有一个“声聚焦”装置，它是一个像锅盖形状的凹形圆盘。当小明将耳朵靠近固定装置的中心时，远处传来的微小声音就变大了，这是因为声聚焦装置使远处传来的声音在其表面发生了反射聚焦，结果改变了声音的（）[单选题]
A.响度(正确答案)
B.音调
C.音色
D.频率
9、考虑空气阻力，在空气中竖直向上抛出的小球，上升时受到的合力大于下降时受到的合力[判断题] *
对(正确答案)
错
答案解析：上升时合力等于重力加上空气阻力，下降时合力等于重力减去空气阻力
10、41．由同种材料制成的A，B两个金属球，其中有一个是空心的，它们的质量分别为mA＝128g、mB＝72g，体积分别为VA＝16cm3、VB＝12cm3，则下列说法正确的是（）[单选题] *
A.A是空心球，B是实心球
B．空心球的空心部分体积为3cm3(正确答案)
C．实心球的密度是8kg/cm3
D．空心球的密度是8g/cm3
11、若以M表示水的摩尔质量，v表示水的摩尔体积，ρ表示水的密度。Na为阿伏加德罗常数，m表示水的分子质量，V’表示水分子体积。则下列关系中正确的是（）*
A.Na=V/V’(正确答案)
B.V=M/ρ(正确答案)
C.m=M/NA(正确答案)
D.v=ρM
12、5．由F＝kx可知，在弹性限度内弹力F的大小与弹簧的长度成正比．[判断题] *
对
错(正确答案)
13、15．下列有关托盘天平的使用说法正确的是（）[单选题] *
A．称量前，应估计被测物体的质量，以免超过量程(正确答案)
B．称量前，应调节平衡螺母或移动游码使天平平衡
C．称量时，左盘放砝码，右盘放物体
D．称量时，向右移动游码，相当于向左盘加砝码
14、29．生产和生活中，人们选择材料时会考虑材料的物理性质，下面属于主要从密度的角度考虑选材料的是（）[单选题] *
A．用塑料作为插座外壳的材料
B．用铝合金作为制作飞机的材料(正确答案)
C．用橡胶作为汽车轮胎的材料
D．用钨作为白炽灯泡灯丝的材料
15、26．物理知识是从实际中来的，又要应用到实际中去，下面是小芳同学利用所学物理知识对身边的一些物理现象进行的分析和计算，正确的是（）[单选题] *
A．已知空气的密度为29kg/m3，教室内空气的质量约300kg(正确答案)
B．人体的密度跟水的密度差不多，那么初中生身体的体积约为5m3
C．体积为100cm3的冰块，全部熔化成水后，体积仍为100cm3
D．一个塑料瓶，用它装水最多能够装水5kg，用它也能装下5kg的酒精
16、动圈式扬声器利用了电磁感应的原理[判断题] *
对
错(正确答案)
答案解析：动圈式扬声器利用了通电导体在磁场中受力的原理，动圈式话筒利用了电磁感应的原理
17、3．物体在一条直线上运动时，路程和位移的大小相等，且位移是矢量，路程是标量．[判断题] *
对
错(正确答案)
18、通常情况下，关于一段镍铬合金丝的电阻，下列说法中正确的是（）[单选题]
A.合金丝的电阻跟该合金丝的横截面积无关
B.合金丝的电阻等于该合金丝两端电压与通过其电流的比值(正确答案)
C.合金丝两端的电压越大，合金丝的电阻越大
D.通过合金丝的电流越小，合金丝的电阻越大
19、34．关于物质的密度，下列说法正确的是（）[单选题] *
A．铜的密度是9×103kg/m3，表示lm3铜的质量为9×103kg(正确答案)
B．一罐氧气用掉部分后，罐内氧气的质量变小密度不变
C．一块砖切成体积相等的两块后，砖的密度变为原来的一半
D．密度不同的两个实心物体，其质量一定不同
20、1．速度在数值上等于单位时间内通过的路程．[判断题] *
对
错(正确答案)
21、72．学习质量和密度的知识后，小明同学想用天平、量筒和水完成下列实验课题，你认为不能够完成的是（）[单选题] *
A．测量牛奶的密度
B．鉴别金戒指的真伪
C．鉴定铜球是否空心
D．测一捆铜导线的长度(正确答案)
22、57．彩色电视机荧光屏上呈现各种颜色，都是由三种基本色光混合组成的，这三种基本色光是（）[单选题] *
A．红、橙、绿
B．红、绿、蓝(正确答案)
C．蓝、靛、紫
D．红、黄、蓝
23、34．“二十四节气”是中华民族智慧的结晶，主要反映黄河中下游地区的气候．下列对节气谚语的分析中正确的是（）[单选题] *
A．“霜降有霜，米谷满仓”，霜的形成是液化现象
B．“伏天三场雨，薄地长好麻”，雨的形成是汽化现象
C．“惊蛰云不停，寒到五月中”，云的形成是升华现象
D．“小寒冻土，大寒冻河”，河水结冰是凝固现象(正确答案)
24、35．已知甲液体的密度ρ甲＝5g/cm3，乙液体的密度ρ乙＝2g/cm3，现在取一定量的甲乙液体混合，混合液体的密度为3g/cm3，液体混合前后总体积保持不变，则所取甲乙体积比V甲：V乙＝（）[单选题] *
A．5：2
B．2：5
C．1：2(正确答案)
D．2：1
25、下列措施中，能使蒸发减慢的是（）[单选题]
A．把盛有酒精的瓶口盖严(正确答案)
B．把湿衣服晾在通风向阳处
C．用电吹风给湿头发吹风
D．将地面上的积水向周围扫开
26、12．由不同材料制成的甲、乙两实心物体，它们的质量与体积的关系如图所示。下列说法正确的是（）[单选题] *
A．ρ甲：ρ乙＝4：1
B．当甲的体积为5m3时，其质量为20kg
C．当V甲＝V乙时，m甲：m乙＝8：1(正确答案)
D．当m甲＝m乙时，V甲＞V乙
27、1．民乐团演奏中国名曲《茉莉花》时，其中的声现象，下列说法错误的是（）[单选题] *
A．竹笛声是由空气柱振动产生的
B．胡琴、琵琶发出的声音音色不同
C．敲击鼓面的节奏越快，鼓声传播得就越快(正确答案)
D．听众关闭手机，是从声源处控制噪声
28、10．同学们进入图书馆都会自觉地轻声细语，从物理的角度分析，这样做的目的是（）[单选题] *
A．减小声音的响度(正确答案)
B．降低声音的音调
C．改变声音的音色
D．减小声带振动的频率
29、公路旁安装隔音墙是为了在声源处减弱噪声[判断题] *
对
错(正确答案)
答案解析：在传播过程中
30、5．用素描炭笔在纸上连续、均匀的画一笔，放在低倍显微镜下观察，笔迹变得浓淡而间断，此现象说明（）[单选题] *
A．物质是由微粒组成的，各个微粒紧靠在一起，形成物质的连续体
B．物质是由微粒组成的，微粒之间有空隙(正确答案)
C．固体由微粒组成，液体连成一片，固体微粒可以挤进液体中
D．固体和液体均连成一片，气体是由微粒组成的
第一章习题 1、已知真空中的光速c＝3 m/s，求光在水（n=1.333）、冕牌玻璃（n=1.51）、火石玻璃（n=1.65）、加拿大树胶（n=1.526）、金刚石（n=2.417）等介质中的光速。 解： 则当光在水中，n=1.333时，v=2.25 m/s, 当光在冕牌玻璃中，n=1.51时，v=1.99 m/s, 当光在火石玻璃中，n＝1.65时，v=1.82 m/s， 当光在加拿大树胶中，n=1.526时，v=1.97 m/s， 当光在金刚石中，n=2.417时，v=1.24 m/s。 2、一物体经针孔相机在屏上成一60mm大小的像，若将屏拉远50mm，则像的大小变为70mm,求屏到针孔的初始距离。 解：在同种均匀介质空间中光线直线传播，如果选定经过节点的光线则方向不变，令屏到针孔的初始距离为x，则可以根据三角形相似得出： 所以x=300mm 即屏到针孔的初始距离为300mm。 3、一厚度为200mm的平行平板玻璃（设n=1.5），下面放一直径为1mm的金属片。若在玻璃板上盖一圆形纸片，要求在玻璃板上方任何方向上都看不到该金属片，问纸片最小直径应为多少？ 解：令纸片最小半径为x, 则根据全反射原理，光束由玻璃射向空气中时满足入射角度大于或等于全反射临界角时均会发生全反射，而这里正是由于这个原因导致在玻璃板上方看不到金属片。而全反射临界角求取方法为： (1) 其中n2=1, n1=1.5, 同时根据几何关系，利用平板厚度和纸片以及金属片的半径得到全反射临界角的计算方法为： (2) 联立（1）式和（2）式可以求出纸片最小直径x=179.385mm，所以纸片最小直径为358.77mm。 4、光纤芯的折射率为n1、包层的折射率为n2,光纤所在介质的折射率为n0，求光纤的数值孔径（即 n0sinI1,其中I1为光在光纤内能以全反射方式传播时在入射端面的最大入射角）。 解：位于光纤入射端面，满足由空气入射到光纤芯中，应用折射定律则有：
P1：用费马原理证明光的反射定律 1.有一双胶合物镜，其结构参数为： n 1=1 r 1=83.220 d 1=2 n 2=1.6199 r 2=26.271 d 2=6 n 3=1.5302 r 3=-87.123 n 4=1 （1）计算两条实际光线的光路，入射光线的坐标分别为： L 1=-300; U 1=-2 ° L 1= ∞ ; h=10 （2）用近轴光路公式计算透镜组的像方焦点和 像方主平面位置及与 近轴像点位置。 P2：r/mm d/mm 26.67 189.67 5.2 -49.66 7.95 25.47 1.6 72.11 6.7 -35.00 2.8 1.614 1 1.6475 1.614 l 1=-300 的物点对应的
2. 有一放映机，使用一个凹面反光镜进行聚光照明，光源经过反光镜反射以后成像在投影物平面上。光源长为10mm，投影物高为40mm ，要求光源像等于投影物高；反光镜离投影物平面距离为600mm ，求该反光镜的曲率半径等于多少? 6. 已知照相物镜的焦距f′=75mm，被摄景物位于距离x=- ∞ ,-10,-8,-6,-4,-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 9. 已知航空照相机物镜的焦距f′=500mm ，飞机飞行高度为6000m，相机的幅面为300× 300mm2，问每幅照片拍摄的地面面积。 10. 由一个正透镜组和一个负透镜组构成的摄远系统，前组正透镜的焦距f1′=100 ，后组负透镜的焦距f2 ′ =-50，要求由第一组透镜到组合系统像方焦点的距离与系统的组合焦距之比为1∶1.5，求二透镜组之间的间隔 d 应为多少? 组合焦距等于多少?
《光学教程》考试练习题 一、单项选择和填空题 １．C 2． B ３． C 4． B 5． C 6. C 7. D 8． A 9． D 10.B 11. B 12.A 13． B 14. C 15．B 16．B 17.B 18.D 19. D 20．A 21．A 22．D 23．A 24． D 25．C 26． C 27． C 28．D 29．D 30.D 31.C 32． D 33．A 34． C 35． A 36． B 38． D 39． B 40． B 41．B 42． B １．将扬氏双缝干涉实验装置放入折射率为n 的介质中，其条纹间隔是空气中的C A n 1倍 B n 倍 C n 1倍 D n 倍 2．在菲涅耳圆屏衍射的几何阴影中心处B Ａ永远是个亮点，其强度只与入射光强有关 Ｂ永远是个亮点，其强度随着圆屏的大小而变 Ｃ有时是亮点，有时是暗点。 ３．光具组的入射光瞳、有效光阑，出射光瞳之间的关系一般为C Ａ入射光瞳和有效光阑对整个光具组共轭。 Ｂ出射光瞳和有效光阑对整个光具组共轭。 Ｃ入射光瞳和出射光瞳对整个光具组共轭。 4．通过一块二表面平行的玻璃板去看一个点光源，则这个点光源显得离观察者B A 远了 B 近了 C 原来位置。 5．使一条不平行主轴的光线，无偏折（即传播方向不变）的通过厚透镜，满足的条件是入射光线必须通过C A 光心 B 物方焦点 C 物方节点 D 象方焦点 6. 一薄透镜由折射率为1.5的玻璃制成，将此薄透镜放在折射率为4/3的水中。则此透镜的焦距数值就变成 原来在空气中焦距数值的: C A 2 倍 B 3 倍 C 4 倍 D 1.5/1.333倍 7. 光线由折射率为n 1的媒质入射到折射率为n 2的媒质，布儒斯特角i p 满足：D A ．sin i p = n 1 / n 2 B 、sin i p = n 2 / n 1 C 、tg i p = n 1 / n 2 D 、tg i p = n 2 / n 1 8．用迈克耳逊干涉仪观察单色光的干涉，当反射镜M 1移动0.1mm 时，瞄准点的干涉条纹移过了400条，那么所用波长为A A 5000Å B 4987Å C 2500Å D 三个数据都不对 9．一波长为5000Å的单色平行光，垂直射到0.02cm 宽的狭缝上，在夫琅禾费衍射花样中心两旁第二条暗纹之间的距离为3mm ，则所用透镜的焦距为D A 60mm B 60cm C 30mm D 30cm. 10. 光电效应中的红限依赖于：B A 、入射光的强度 B 、入射光的频率 C 、金属的逸出功 D 、入射光的颜色 11. 用劈尖干涉检测二件的表面，当波长为λ的单色光垂直入射时，观察到干涉条纹如图，图中每一条纹弯曲 部分的顶点恰与右边相邻的直线部分的连续相切，由图可见二件表面：B A 、有一凹陷的槽，深为4
3.1 证明反射定律符合费马原理。 证明：设两个均匀介质的分界面是平面，它们的折射率为n 1和n 2。光线通过第一介质中指定的A 点后到达同一介质中指定的B 点。为了确定实际光线的路径，通过A,B 两点作平面垂直于界面，'OO 是它们的交线，则实际光线在界面上的反射点C 就可由费马原理来确定，如下图所示。 (1)反证法：如果有一点'C 位于线外，则对应于'C ，必可在'OO 线上找到它的垂足''C .由于''AC 'AC >,''BC 'BC >,故光线B AC'总是大于光程B ''AC 而非极小值，这就违背了费马原理，故入射面和反射面在同一平面内得证。 (2)在图中建立坐XOY 坐标系，则指定点A,B 的坐标分别为（x1，y1）和（x2，y2），未知点C 的坐标为（x ，0）。C 点是在'A 、'B 之间的，光程必小于C 点在''B A 以外的相应光程，即21v x x <<，于是光程ACB 为 y x x n y x x n CB n AC n ACB n 22112 21 221 1 1 1 )()(+-++-=+= 根据费马原理，它应取极小值，即0)(1=n dx d 0)sin (sin )()()()()()(2 1 1 1 22 22211212111=-='-'=+---+--= i i n B C C A n y x x x x n y x x x x n ACB n dx d 所以当11'i i =，取的是极值，符合费马原理。 3.2 根据费马原理可以导出在近轴条件下，从物点发出并会聚倒像点的所有光线的光程都相等。由此导出薄透镜的物象公式。 解：略
第一章 1.本MOOC课程的主要内容是物理光学实验和部分实验的虚拟仿真及分析。 （）答案:对 2.光是一种电磁波。（）答案:对 3.任何物质都具有波动性。（）答案:对 4.学习“物理光学”通常要关注的几个方面包括（）答案:光的空间频谱与空间 分布;光波特性，光速（折射率）;光的偏振;光的干涉和衍射;光的界面效应：菲涅尔反射系数 5.迈克尔逊干涉光路也可用作光谱仪。（）答案:对 6.拿起光学元件时，绝不允许触摸工作面/光学表面/镜面，而只能拿住磨砂毛 面，最主要原因是（）答案:光学表面会被指纹、汗液等污染甚至损坏 7.下列哪一项不是激光的主要特性（）。答案:光谱较宽 8.激光安全等级在哪一级或以上，使用时必须佩戴相应防护眼镜（）。答 案:3级 9.下列哪些项，可能是“进行激光实验中光学元件不可手持而必须固定”的原因 （）。答案:防止激光方向不可控，被反射照到其他同学;防止手部抖动影响 后续光路方向;防止手持不稳而摔坏元件 10.实验室若发生火灾，应切断总电源后，返回实验室抢救贵重仪器设备（）。 答案:错 第二章 1.在F-P干涉仪测量低压钠灯波长差的实验中，低压钠灯的灯管与光阑面共轭； 若在低压钠灯前面加入毛玻璃，那么光阑需要往哪个方向移动才能与低压钠 灯再次共轭？（）答案:沿光轴往远离低压钠灯的方向移动 2.在迈克尔逊实验中，出现或消失一个等倾圆环表示光程差变化：（）答 案:1个波长 3.在迈克尔逊干涉仪上观察白光干涉图案，程差从0逐渐增大，将出现：（） 答案:随着程差增大条纹颜色依次为：白色、黄色、红色、紫色、红色…… 4.请将单纵模激光器、氦氖激光器、荧光灯、白炽灯这4种光源的相干长度 由短到长排列：（）答案:白炽灯，荧光灯，氦氖激光器，单纵模激光器 5.在以下的4种仪器中，哪些仪器采用分振幅法干涉？（）答案:平行平板横 向剪切干涉仪;斐索共路干涉仪;泰曼-格林干涉仪;迈克尔逊干涉仪 6.以下哪些检测方法或现象是基于干涉的原理？（）答案:泡泡机吹出来的彩 色肥皂泡;光学车间靠样板检测透镜表面;雨天地上的彩色油膜 7.观看视频后可以得出结论，在干涉实验中所使用的干涉仪都采用了分振幅法 来对光波进行分离。（）答案:对 8.观看F-P干涉仪测量低压钠灯波长差实验视频后可以看出，在这个实验中的 F-P干涉属于非定域干涉。（）答案:错
光学发展与人类文明_华南师范大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年 1.眼睛看到物体的表象大小取决于视角（物体对眼睛的张角），相关表述不正 确的是： 答案: 人眼观看距离不同的两个等高物体，近处物体对人眼的张角小，则看上去的尺寸小。 2.被后人称为中世纪最大型、最周全的设计性光学实验是。该实验 中采用控制变量法对光学问题所涉及额所有因素都做了细致研究，获得正确的定性实验结论；理论与实验相结合，透过表象探究物理本质与规律，并采用边操作、边实验、边推理、边分析的方法撰文记录。 答案: 元代赵友钦，“小罅光景”实验 3.教堂暗室日晷的设计采用了小孔成像技术，其中起到像屏和刻度尺功能的实 体是： 答案: 教堂地面的子午线
4.西方绘画史中，透视建构法的发明者被认为是： 答案: 工匠，布鲁内莱斯基 5.人类历史上首位将望远镜用于天文观测、创造并示范了实验与科学相结合的 科学方法的科学家是： 答案: 伽利略 6.有关伽利略型和开普勒型望远镜的结构特点描述正确的是： 答案: 开普勒型采用凸透镜目镜，伽利略型采用凹透镜目镜。 7.现行的3D电影观看需佩戴3D眼镜，利用的是光的哪项波动特性： 答案: 偏振
8.对于尺寸和光波长可比拟的圆盘，光经盘的边缘发生衍射，在圆盘后方一定 距离的屏幕上观察影子，在影子中心会存在一个亮点，这个现象被称为： 答案: 泊松亮斑 9.可定量表述经典电磁理论的对称统一关系，并从理论计算电磁波的速度等于 光速的物理公式是： 答案: 麦克斯韦（Maxwell）方程组 10. 古代视光学发展史中，先后出现的三种代表性的几何视觉理论，不包括的是： 答案: 古希腊时期，德谟克利特的眼睛入射说理论 11.曾获诺贝尔物理学奖，利用电子的物质波效应来提高分辨本领的光学仪器发 明是：
应用光学_国防科技大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年 1.一个物方、像方折射率相同的折射光学系统对实物成像时，其垂轴放大率 ，则下面正确的是： 答案: 成倒立缩小的实像； 2.下面说法错误的是： 答案: 单球面反射镜的节平面是过球面顶点的切平面； 3.有一无限远物点，经某一理想光学系统成像，则正确的陈述是： 答案: 其像点必在理想光学系统的像方焦平面上； 4.下面说法错误的是： 答案:
出射光瞳与入射光瞳相对整个光学系统不共轭； 5.教室使用的教学投影仪，为了消除渐晕现象，通常将视场光阑设在： 答案: 接收屏处 6.几何光学中，光学系统成理想像（或称完善像）应满足下列条件之一： 答案: 物点和像点之间任意两条光路的光程相等； 入射光束是同心光束时，出射光束也是同心光束； 入射波面是球面波时，出射波面也是球面波； 7.下面关于物像及其相关概念的正确陈述是： 答案: 可以用屏直接接收的物（像）即为实物（像），不能用屏直接接收的物（像）即为虚物（像）； 实物、虚像对应发散同心光束，虚物、实像对应会聚同心光束； 8.增大显微镜数值孔径的方法有：
答案: 增大物方孔径角 增大物方折射率 9.远点与视网膜共轭，下面说法错误的是： 答案: 近视眼的远点在眼睛后方有限远处； 远视眼的远点在眼睛前方有限远处； 10.关于目视光学仪器，下面说法正确的是： 答案: 放大镜的焦距越短，其视放大率越大； 双目观察仪器的基线越长，其体视放大率越大； 显微镜有两级放大，物镜放大物体成像尺寸，目镜放大视角； 望远镜的垂轴放大率、轴向放大率和角放大率只与物镜焦距和目镜焦距有关，与共轭面的位置无关；
光学设计与光学系统考试试题 一、选择题 1. 光学系统的主要组成部分是： A. 光源、光学元件、光检测器 B. 光源、光学元件、光束转换器 C. 光源、光束转换器、光检测器 D. 光源、光束转换器、光学元件 2. 光学设计中，光学元件的主要功能是： A. 发光 B. 收光 C. 分光 D. 合光 3. 光学元件的表面质量通常使用以下参数来描述： A. 球差、像散、像差 B. 发散角、收敛角、折射率 C. 曲率、溶解度、透明度 D. 平整度、波纹度、表面质量
4. 光学系统的焦距与光线的角度关系可以用以下公式表示： A. f = 1 / (n-1) B. f = 1 / (n*sin(θ)) C. f = n * (sin(θ)) D. f = (n-1) / (α) 5. 光线通过球面透镜的折射公式为： A. n1*sin(θ1) = n2*sin(θ2) B. n1*sin(θ1) = n2*sin(θ2) + d C. n1*cos(θ1) = n2*cos(θ2) D. n1*cos(θ1) = n2*cos(θ2) + d 二、填空题 1. 设平行光束垂直入射到折射率为1.5的透镜上，透镜的曲率半径 为10 cm，则透镜的焦距为_________。 2. 双凸透镜的两个球面的曲率半径为R1和R2，透镜的折射率为n，透镜的焦距与两个球面的曲率半径满足以下关系：_________。 三、计算题 1. 设在光学系统中，光线由折射率为1.52的介质入射到折射率为 1.36的介质中，入射角为30°，求折射角。 2. 设凸透镜的焦距为20 cm，物距为40 cm，求像距和放大率。
光学发展与人类文明mooc答案 1、问题:以下哪项不是小孔成像的要素: A:物体 B:小孔 C:像屏上的倒立像 D:太阳 答案: 2、问题:《墨经》“光学八条”《经下说》语句“景，光之人煦若射”，描述不正确的是 A:光就象射出的箭一样，笔直飞快照射到人身上。 B:有关光的直线传播且速度飞快的形象表述。C:有关“景(通影)”的形成，是由于光的直线传播造成的。 D:日常的风景，是由于和煦阳光照射产生的。答案: [日常的风景，是由于和煦阳光照射产生的。] 3、问题:《墨经》“光学八条”《经下说》语句“足敝下光，故成景于上;头敝.上光，故成景于下”，说法不正确的是: A:具体实践经验的介绍。 B:物理概念的抽象。 C:呼应《经下》语句“景到(通倒)”的表述。D:小孔成像成倒像的机制讲解。 答案: [物理概念的抽象。] 4、问题:沈括《梦溪笔谈》中评判“老人言，海影侧翻如此”的观点时，对四个物理问题作了类比，认为它们存在的共性是:
A:存在“碍”。 B:都是光学问题。 C:都是物理问题。 D:都有小孔 答案: [存在“碍”。] 5、问题:哪个实验被认为是中世纪最大型、最周全的设计性光学实验: A:元代赵友钦，“小罅光景”实验。 B:阿拉伯伊本●海赛姆，“可见光线是直线”的验证性实验。 6、问题:登封观星台中实现小孔成像技术的关键元件是: A:量天尺 B:横梁 C:带小孔的景符 D:漏壶和浑仪 答案: [带小孔的景符] 7、问题:沈括《梦溪笔谈》中，语句“若茑飞空中，其影随鸢而移，或中间为窗隙所束，则影与鸢逐相违，鸢东而影西，鸢西则影东。又如窗隙中楼塔之影，中间为窗隙所束，亦皆倒垂....”..描述不正确的是: A:茑或楼塔经窗隙成像的问题。 B:小孔成像问题。 C:鸢的飞行方向与影的移动方向相同。 D:楼塔成倒像是因为“窗隙所束”。 答案: [莺的飞行方向与影的移动方向相同。]
1. 试确定下面两列光波 E 1=A 0[e x cos （wt-kz ）+e y cos （wt-kz-π/2）] E 2=A 0[e x sin （wt-kz ）+e y sin （wt-kz-π/2）] 的偏振态。 解 ：E 1 =A 0[e x cos(wt-kz)+e y cos(wt-kz-π/2)] =A 0[e x cos(wt-kz)+e y sin(wt-kz)] 为左旋圆偏振光 E 2 =A 0[e x sin(wt-kz)+e y sin(wt-kz-π/2)] =A 0[e x sin(wt-kz)+e y cos(wt-kz)] 为右旋圆偏振光 2. 为了比较两个被自然光照射的表面的亮度，对其中一个表面直接进行观察，另一个表面 通过两块偏振片来观察。两偏振片透振方向的夹角为60°。若观察到两表面的亮度相同，则两表面的亮度比是多少？已知光通过每一块偏振片后损失入射光能量的10%。 解∶∵亮度比 = 光强比 设直接观察的光的光强为I 0, 入射到偏振片上的光强为I ，则通过偏振片系统的光强为I'： I'=(1/2)I (1-10%)cos 2600∙(1-10%) 因此： ∴ I 0/ I = 0.5×(1-10%)cos 2600∙(1-10%) = 10.125%. 3. 两个尼科耳N 1和N 2的夹角为60°，在他们之间放置另一个尼科耳N 3，让平行的自然光通过这个系统。假设各尼科耳对非常光均无吸收，试问N 3和N 1 的偏振方向的夹角为何值时，通过系统的光强最大？设入射光强为I 0，求此时所能通过的最大光强。 解： 20 1 I I
()() () ()有最大值 时，亦可得令注：此时透过的最大光强为 ，须使欲使I I d d d dI I I I I I I I I I I I I 2 0cos cos 232 9434323060cos 30cos 2 30 2 60 2cos cos 2 cos cos 2 cos 2 2 2 2 max 2 2 2 3 2 2 1 3 θ ααθαααθααθααθα α= =⎥⎦ ⎤ ⎢⎣⎡-==⋅⋅=-=====∴-=-=== 4. 在两个理想的偏振片之间有一个偏振片以匀角速度ω绕光的传播方向旋转（见题 5.4图）， 若入射的自然光强为I 0，试证明透射光强为 I =16π I 0（1-cos4ωt ）. 解: I = 12I 0 cos 2ωt cos 2（2π-ωt ） = 12 I 0cos 2ωtsin 2 ωt = 18 I 0 1-cos4t 2ω = I 0（1-cos4ωt ） ` 题
光学系统设计〔四〕 参考答案及评分标准 、单项选择题〔本大题共20小题.每题1分,共20分〕 二、填空题〔本大题11小题.每空1分,共20分〕 21.彗差、像散、畸变 22.圆、1 23. L 2 S I 2nu 24.细光束像散 25.位置色差、倍率色差 26视场、孔径 27.-20mm、-13.26mm 或-13.257mm、-33.36mm 或-33.3586mm 2 11、〔n 1〕2d 28. 〔n 1〕〔〕 r1r2n A r2 可看作是无缺陷的. 斯托列尔准那么：成像衍射斑中央亮度和不存在像差时衍射斑中央亮度之比 S.D. 0.8时,认为光学系统的成像质量是完善的. 这两个准那么是相互一致的,当最大波像差为/4时,SD.值刚好约等于0.8 评分标准：答出每个准那么的概念各得2分,关系正确得1分. 38.完全对称式系统,当1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.球面反射镜的焦距与半径有何关系平行光入射时的球差值是多少 答：焦距与半径的关系为：f r/2,即焦距为球面反射镜半径的1/2.以平行 2 光入射时的球差值是h /8 o 评分标准：第一问正确得3分,第二问答复关系式正确得2分. 40. ZEMAX优化函数中操作数EFFL代表什么意义它是什么的缩写 4 是完善的,当系统满足这一要求时,各像差的最大允许值称为像差容限, 又称像差允限. 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、简做题〔本大题共6小题.每题5分,共30分〕 37.简述瑞利判断和斯托列尔准那么,二者有什么关系 答：瑞利判断：实际波面与参考球面波之间的最大波像差不超过/4时,此波面
表 5.1初始结构参数 第五章 现代光学系统设计 5.1激光聚焦物镜设计 现在，激光光束聚焦物镜广泛应用于激光加工、影碟机、光盘、激光打印机等。此类透镜是小F 数、小视场、单色波的简单光学系统，很容易达到衍射极限。 5.1.1镜头设计指标和初始结构 具体设计要求： 1）镜头物距l =∞,视场角0ω=︒，焦距'60f =㎜，相对孔径/'1/2D f =，工作波长0.6328m λμ=； 2）镜头只需要校正轴上点球差； 3）几何弥散斑直径小于0.002㎜； 初始结构参数见表5.1所列，其光线扇形图、点列图和轴向球差如图5.1、图5.2和图 5. 3所示。从图5.1可以看出像质很差。在点列图上，弥散斑直径远远超过设计要求。系统的球差主要表现为初级球差，数值较大，需要校正像差。 图5.1 光线扇形图 图5.2 点列图
图5. 3 轴向球差图 5.1.2聚焦物镜的优化设计 ZEMAX的优化方法有三种：局部优化、全局优化和锤形优化。局部优化可以找到极小值但不是最小值。全局优化是搜索一个很有前途的设计形式，它不能产生最终的设计方案。锤形优化将用尽一切方法搜寻一个最佳方案。ZEMAX的优化功能需要三个步骤：第一要有一个可以进行光线追迹的合理光学系统；第二要设定变量；第三要设定评价函数。ZEMAX 可以参与优化的变量是曲率、厚度、玻璃、圆锥系数、参数数据、特殊数据和一些多重结构的数值数据。默认的优化函数在优化过程中具有较好的优化效果。它的优化类型有RMS(均方根)和PTV（波峰到波谷）。RMS类型最为广泛使用。 本例的参数状态设置是将前三个半径设置为变量，把两片间的空气间隔设置为变量。让最后一个半径保证镜头的焦距。用边缘光线高度保证成像面在理想像平面上。设置如下图5. 4所示。 图5. 4 优化参数状态设置 评价函数用默认评价函数RMS+Wavefront+centroid。玻璃最小厚度设为4，最大厚度设为6，边缘厚度设为4；空气间隔最小设为8，最大厚度设为60，边缘厚度设为4。根据激光聚焦系统的特性，要控制的像差主要是球差，因此用操作数LONA控制不同孔径的球差。如图5.5所示。 图5. 5 评价函数中的操作数
光学设计与光学工艺 光学设计和光学工艺是光学领域中的两个重要概念，它们相互依存， 共同构成了光学技术的核心内容。光学设计主要关注如何利用光学原理和 光学元件设计实现一定功能的光学系统，而光学工艺则关注如何通过加工、组装和测试来制造具有特定功能的光学元件和系统。 光学设计是光学工艺的基础和指导性工作。光学设计的首要任务是根 据要求的光学参数和功能，选择适当的光学元件并确定其位置和特性，从 而满足设计要求。光学设计过程中，需要考虑到光学元件的材料特性、形状、尺寸、表面质量等因素，以及光学系统的光学成像质量、色散、畸变 等性能指标。光学设计通常是基于光学设计软件进行的，通过光线追迹和 光学仿真分析，可以预测和优化光学系统的性能。 在光学设计完成后，就需要进行光学工艺的制造过程。光学工艺主要 包括光学元件的加工、组装和测试。光学元件的加工涉及到对材料进行切削、研磨和抛光等工艺，以获得满足设计要求的表面形状和质量。光学元 件的组装包括将多个光学元件按照设计要求组合在一起，形成光学系统。 组装过程中需要考虑到元件间的相对位置、角度和精度，并进行调试和校正。光学元件的测试则是为了验证光学系统的性能，包括光学成像质量、 色散和畸变等性能指标的测试。 光学设计和光学工艺的关系密切，相互促进。一方面，光学设计的优 化可以指导光学工艺的制造和测试工作。通过在设计阶段考虑到光学元件 的制造可行性和组装、测试难度，可以减少后期工作的复杂度和成本。光 学工艺的反馈信息也可以为光学设计提供有效指导，通过制造和测试的结果，可以优化设计中的参数和布局，提高光学系统的性能。另一方面，光 学工艺的进步也促进了光学设计的发展。随着光学加工技术的不断创新，
光学薄膜与制备技术_中国矿业大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年 1.在重叠多个四分之一膜系时，要把工作波长区吸收大的高反膜安排在入射光 一侧。 参考答案: 正确 2.电磁矢量都是时间、空间的函数，所以边界条件对任意时刻、界面上任意位 置都成立 参考答案: 正确 3.对物理光学基础建立起到最初作用的是。 参考答案: 杨氏双缝干涉的提出 4.真空蒸发镀膜时为了制造成分复杂或多层复合薄膜，应该采用。 参考答案: 多源蒸发法 5.不能采用电阻加热法进行镀膜的是。 参考答案: 钨膜
6.下面哪一种溅射方式的靶材可以是绝缘材料。 参考答案: 射频溅射 7.光学薄膜就是能够产生光的干涉效应的薄膜。 参考答案: 正确 8.我们可以使用电子显微镜来直接观察和研究点缺陷。 参考答案: 错误 9.核生长型生长方式发生的主要原因是蒸发原子间的结合能大于基片原子与蒸 发原子间的结合能。 参考答案: 正确 10.电子显微镜和理论分析表明，核生长型薄膜的生长过程分为阶 段。 参考答案: 小岛阶段_结合阶段_沟道阶段_连续薄膜阶段 11.面缺陷常见的典型构型有。 参考答案: 晶界_层错_孪晶面_表面
12.下面哪一种镀膜技术称作辉光放电中的蒸发法。 参考答案: 离子镀 13.镀制薄膜时膜厚与下列哪些因素有关。 参考答案: 蒸发源形状_基片形状_源基配置方式_蒸发源特性 14.普通二极直流溅射中工作气体压强必须保持在1～10Pa范围内，如果压强 低于1Pa，辉光放电就不能自持而无法溅射。而却能在低压下进行溅射镀膜。 参考答案: 三级溅射_磁控溅射 15.下列属于物理气相沉积薄膜的方法有。 参考答案: 溅射镀膜_真空蒸发镀膜_离子镀 16.真空蒸发镀膜一般包括以下哪些过程。 参考答案: 沉积过程_加热蒸发过程_源-基输运过程 17.下列属于绝对真空计的是。
光学设计cad答案三----2ad5d14a-7157-11ec-9085- 7cb59b590d7d 光学设计cad答案三 光学设计CAD应答LPAR；（三） rPar； 光学系统设计(三) 一、单选题（本主题共有20个子题，每个子题得1分，共20分） 在每小题列出的四个备选项中只有一个是正确的，请将其代码填写在题后的括号内。 错选、多选或未选均无分。 1.如果系统的像散为零，则系统的子午场曲率（）。 a.大于零 b.小于零 c.等于零 d.无法判断 2.对于双胶薄透镜组，如果位置色差校正为零，则放大色差值为（）。 a.大于零 b.小于零 c.等于零 d.无法判断 3.在以下像差中，影响光圈光圈大小和位置的像差为（）。 a.球差 b.彗差 c.像散和场曲 d.畸变 4.除球中心和顶点外，第三对无球障碍物的截距为（）。a、 l=n+n'n+n'n-n-n'rb。 l=rc。l=rd.l=rnn'nn' 5．下列像差中，属于轴外点细光束像差的是()。 a、球差B.经向彗差C.经向场曲线D.畸变 6．瑞利判据表明，焦深是实际像点在高斯像点前后一定范围内时，波像差不会超过()。a.1111λb.λc.λd.λ3524 nd-1nd+1nd+1nd-1b。νd=c.νd=d.νd=NF-NCNF+NCNF-NCNF+nc7。对于视觉光学系统，介电材料的阿贝常数定义为（）。a、νd= 8．k9玻璃和zf6玻璃属于()。 a、王冠玻璃和燧石玻璃B.燧石玻璃和王冠玻璃 c.均属火石玻璃 d.均属冕牌玻璃 9.在ZEMAX软件中设计微物镜。输入视野数据时，选择（）。
a.angle（deg） b.objectheight c.paraxialimageheight d.realimageheight 10.以下哪个缩写图标（）表示ZEMAX软件中的传递函数。 a.fie b.opt c.spt d.mtf 11.在下列透镜中，设计中应使用追逐光线的透镜（）。 a.惠更斯目镜 b.望远物镜 c.显微物镜 d.冉斯登目镜 12.一般负透镜产生的场曲率为（）。 a.正值 b.负值 c.零 d.无法判断 13.用激光扩束器校正的像差为（）。 a.色差 b.彗差 c.球差 d.畸变 14.不需要校正所有后视镜（）。 a.场曲 b.畸变 c.球差 d.色差 15.对于轴外的物体点，一般光学系统像面上各种像差的合成结果为（）。 a.圆形的弥散斑 b.不规则形状的单色弥散斑 c、彩色漫射斑点D.形状不规则的彩色漫射斑点 16．与弧矢平面相互垂直的平面叫作()。 a、子午线平面B.高斯像平面C.离焦平面D.主平面 17．下列软件中，如今较为常用的光学设计软件是()。 a、 ABR软件b.opd88软件c.zemax软件d.autocad软件 18．光学传递函数的横坐标是()。 a、波长数B.线对数/mm C.传递函数值D.长度单位 19．星点法检验光学系统成像质量的缺陷是()。 a、操作不便，步骤复杂。B.这是一种主观测试方法，无法量化 c.属客观检测方法，但精度低 d.计算复杂，应用不便 20.根据dowell的判断，显微镜的分辨率公式为（）。零点五λ零点六一λb.σ=nana
光学_湖南科技学院中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年 1.强度为I的自然光垂直投射到一块理想偏振片上，当偏振片绕光传播方向转 动时，通过偏振片的投射光强度 答案: 为I/2，且不随偏振片的转动而改变 2.自然光在两种透明介质的分界面以全偏振角反射时 答案: 反射光与折射光相互垂直 3.两相干光波在考察点产生相消干涉的条件是光程差为半波长的偶数倍 答案: 4.康普顿散射中的波长改变量与散射角关，而与入射光的波长有关 答案: 错误 5.从单轴晶体内部的一个发光点出发的波面中 答案: o光的波面是球面，e光的波面是旋转椭球面 6.清晨日出或傍晚日落的阳光呈现红色，其主要原因是
答案: 太阳光被大气所散射 7.雨后的天空出现虹是因为 答案: 光在水柱表面的折射和在外表面的反射 8.戴维逊—革末实验显示了 答案: 电子的波动性 9.在杨氏双缝干涉实验中，用一薄云母片盖住实验装置的上缝，则干涉条纹要 向上移动。 答案: 10.具有5eV能量的光子射到金属表面上时，从金属表面逸出的电子具有最大 动能为1.5eV，为了使这种金属能产生光电效应，入射光子的能量必须不小答案: 3.5ev 11.光电效应中的红限依赖于 答案: 金属的逸出功
12.在任何温度下 答案: 绝对黑体的吸收本领为1 13.光的吸收、散射和色散三种现象都是由光和物质的相互作用引起的。 答案: 正确 14.用每毫米内有 200 条刻痕的平面透射光栅观察波长为 589nm 的钠光谱。试 问光垂直入射时，最多能观察到几级光谱？（） 答案: 15.在夫琅和费单缝衍射中，当入射光的波长变大时，中央零级条纹：（） 答案: 宽度变大 16.若白光照射到衍射光栅上，在某一级光谱中，偏离中心最远的光的颜色是： （） 答案: 红 17.光栅衍射的第三级缺级，则光栅常数与缝宽之比为3；还有第6，9，12…… 级主级大缺级。
应用光学_浙江大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023 年 1.在7种初级像差中，宽光束像差有几种(请填写阿拉伯数字，不要有中文字) 参考答案: 2 2.显微镜的视觉放大率总是垂轴放大率 参考答案: 错误 3.在放大镜和眼睛组成的光学系统中，渐晕光阑是 参考答案: 放大镜 4.若水面下200mm处有一发光点，水的折射率为4/3，求我们在水面上能看 到被该发光点照亮的范围(圆直径)有多大？ 参考答案: 453.56mm 5.某200度的近视眼配了300度的近视眼镜，当戴上眼镜观察很远的物体时， 物体成像于 参考答案: 比近视眼的远点更近
6.用显微镜观察时，先用10倍物镜调好，再换40倍物镜观察，以下说法正 确的是 参考答案: 景深变小_工作距离变短 7.光学系统的透过率和以下因素有关 参考答案: 反射面的反射率_透射面是否镀增透膜_材料的内部吸收 8.已知单组转像透镜到分划板的距离是125mm，目镜的焦距是25mm，则出 瞳位置是 参考答案: 目镜之后30mm 9.孔径光阑位于光学系统的像方焦平面上，构成哪方什么系统？ 参考答案: 物方远心 10.光学系统中其他参数不变，仅放大倍率变为原来的2倍，则像面中心的照 度 参考答案: 是原来的1/4倍 11.已知照相物镜的焦距为35mm，像面尺寸为24mmx36mm，求最大的半视 场角W。
参考答案: 31.72度 12.负透镜可以对虚物成实像 参考答案: 正确 13.一双400度的近视眼，其远点在什么位置？矫正时应佩戴何种眼镜？焦距 多大？ 参考答案: 远点在眼前250mm处，戴负透镜，焦距-250mm 14.以下光学系统中，对实物一定成虚像的是 参考答案: 负薄透镜_平行平板 15.用玻璃棱镜实现分光，要使红光和蓝光更加分开，应选用阿贝常数更大的玻 璃。 参考答案: 错误 16.有一束直径为5mm的平行光束，通过以下哪种光学系统可变成半径为 20mm的平行光束？ 参考答案: 8倍的伽利略望远镜，目镜朝着入射光_8倍的开普勒望远镜，目镜朝着入射光
第一章 3、一物体经针孔相机在 屏上成一60mm 大小的像，若将屏拉远50mm ，则像的大小变为70mm,求屏到针孔的初始距离。 解：在同种均匀介质空间中光线直线传播，如果选定经过节点的光线则方向不变，令屏 到针孔的初始距离为x ，则可以根据三角形相似得出： 所以x=300mm 即屏到针孔的初始距离为300mm 。 4、一厚度为200mm 的平行平板玻璃（设n =1.5），下面放一直径为1mm 的金属片。若在玻 璃板上盖一圆形的纸片，要求在玻璃板上方任何方向上都看不到该金属片，问纸片的最小直径应为多少？ 2211sin sin I n I n = 66666.01 sin 2 2== n I 745356.066666.01cos 22=-=I 88.178745356 .066666 .0* 200*2002===tgI x mm x L 77.35812=+= 8、.光纤芯的折射率为1n ，包层的折射率为2n ，光纤所在介质的折射率为0n ，求光纤的 数值孔径（即10sin I n ，其中1I 为光在光纤内能以全反射方式传播时在入射端面的最大入射角）。 解：位于光纤入射端面，满足由空气入射到光纤芯中，应用折射定律则有： 1mm I 1=90︒ n 1 n 2 200mm L I 2 x
n0sinI1=n2sinI2 (1) 而当光束由光纤芯入射到包层的时候满足全反射，使得光束可以在光纤内传播，则有： (2) 由（1）式和（2）式联立得到n0. 16、一束平行细光束入射到一半径r=30mm、折射率n=1.5的玻璃球上，求其会聚点的位置。 如果在凸面镀反射膜，其会聚点应在何处？如果在凹面镀反射膜，则反射光束在玻璃中的会聚点又在何处？反射光束经前表面折射后，会聚点又在何处？说明各会聚点的虚实。 解：该题可以应用单个折射面的高斯公式来解决， 设凸面为第一面，凹面为第二面。 （1）首先考虑光束射入玻璃球第一面时的状态，使用高斯公 式： 会聚点位于第二面后15mm处。