光学系统设计答案.doc

光学系统设计（二）
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ABADBBADCADABCBABDAC
二、填空题（本大题12小题。每空1分，共20分）
21.小
22.色差、色差、场曲
23.95.56
24.彗差、畸变、倍率色差
25.小、大
26.0.707带光
27.相等、相反
28.4、6
29.畸变
30.3：1
31.畸变、彗差
32.平行平板
三、名词解释（本大题共5小题。每小题2分，共10分）
33．光程差：某种介质折射率与光在该介质中通过的几何路程的乘积，称为光在该介质中通过的光程，两束光光程之差称为光程差。
评分标准：答对主要意思得2分。
34．弧矢场曲：某一视场的弧矢像点相对于高斯像面的距离称为弧矢像面弯曲，简称弧矢场曲。
评分标准：答对主要意思得2分。
35．波像差：波像差就是实际波面和理想波面之间的光程差。
评分标准：主要意思正确得2分。
36．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。
37．等晕条件：轴外点具有与轴上点相同的成像缺陷，称之为等晕成像，欲达到这样的要求，则光学系统必须满足等晕条件。
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）
38．若弧矢彗差，是否满足等晕成像？若此时，是否满足正弦条件？为什么？
答：1）满足等晕成像，由于，无正弦差，满足等晕条件；
2）满足正弦条件，若此时，则，满足正弦条件。
评分标准：第一问答案正确得1分，理由解释正确得2分；第二问答案正确得1分，理由解释正确1分。
39．什么是二级光谱？对F光和C光校正系统色差后，相对于D光，其二级光谱与焦距有何关系？
答：1）当在带孔径对F光和C光校正了位置色差，它们和光轴的公共交点并不和D光带孔径光线和光轴的交点重合，其偏差称为二级光谱。
2）
评分标准：第一问答出大意得3分；第二问答案正确得2分。
40．场镜可产生哪些初级像差？简述平面反射镜的像差特性？
答：场镜可校正场曲和畸变；平面反射镜不产生任何像差。
评分标准：第一问中每种像差答案正确得2分；第二问答案正确得1分。
41.一同心弯月镜在空气中，其前后节点在那？其前后主点在哪？
答：其前后节点及主点均在其两个面的公共球心处。
评分标准：前后节点答案正确得3分，前后主点答案正确得2分。
42.对于只包含初级和二级球差的光学系统，当对边缘孔径校正了球差之后，其最佳焦点位置在何处？
答：其最佳焦点位置在处。
评分标准：答出公式得5分。
43.试写出五种初级像差的赛得和数的表达公式。
答：
评分标准：每个表达公式1分，共5分。
五、计算题（每题10分，共20分）
44.设计一个的双胶合物镜。选用（）和（）玻璃制作，使色差为零。问：（1）正透镜用何种玻璃；负透镜用何种玻璃？（2）正负透镜的光焦度各应多少？（3）物镜二级光谱有多大？（4）若，求三个面曲率半径。
解：（1）正透镜用冕牌玻璃，负透镜用火石玻璃。
（2）

（3）物镜二级光谱为：
（4）依据公式，可求得，
评分标准：第一问中每个答案正确各得1分，第二问中每个公式正确各得1分，结果正确各得1分，第三问答案正确得1分，第四问每半径结果正确各得1分。

45.1)如果一个光学系统的初级子午彗差等于焦宽（），则应等于多少?
2)如果一个光学系统的初级球差等于焦深（），则应等于多少?
解：由可知：
由可知：
评分标准：第一问与第二问中每个公式正确各得3分，结果正确各得2分。