WWW.DISS.SELUK.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА
(Авторефераты, диссертации, методички, учебные программы, монографии)

 

Pages:   || 2 |

«КАФЕДРА ПРИКЛАДНОЙ И КОМПЬЮТЕРНОЙ ОПТИКИ Самостоятельная работа студентов по дисциплине Прикладная оптика Часть 1 Санкт-Петербург 2009 МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ...»

-- [ Страница 1 ] --

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНООГИЙ, МЕХАНИКИ И ОПТИКИ

КАФЕДРА ПРИКЛАДНОЙ И КОМПЬЮТЕРНОЙ ОПТИКИ

Самостоятельная работа

студентов по дисциплине

«Прикладная оптика»

Часть 1 Санкт-Петербург 2009

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ

ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНООГИЙ, МЕХАНИКИ И ОПТИКИ

Самостоятельная работа студентов по дисциплине «Прикладная оптика»

Часть

УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ

ПОД РЕДАКЦИЕЙ ПРОФЕССОРА ШЕХОНИНА А.А.

Санкт-Петербург Цуканова Г.И., Багдасарова О.В., Бахолдин А.В., Карпов В.Г., Карпова Г.В., Самостоятельная работа студентов по дисциплине «Прикладная оптика». Часть 1. Учебно-методическое пособие под редакцией профессора Шехонина А.А. – СПб: СПбГУ ИТМО, 2009. – 96 с.

Пособие охватывает все разделы курса «Прикладная оптика», изучаемые студентами факультета ОИСТ в 5 семестре, и содержит вопросы и задачи для самостоятельной работы по темам дисциплины, примеры вариантов письменных домашних заданий с решениями, примеры вариантов тестов для текущего тестового контроля и рубежной аттестации, примеры вариантов контрольных работ с решениями, обучающие тесты с решениями по темам дисциплины, вопросы экзаменационных билетов.

Для студентов направления подготовки 200200 – Оптотехника и специальности 200203 – Оптико-электронные приборы и системы.

Рекомендовано УМО по образованию в области приборостроения и оптотехники в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению подготовки – Оптотехника и специальности 200203 – Оптико-электронные приборы и системы.



Рецензент: д.т.н., проф. Губанова Л.А., кафедра оптических технологий СПбГУ ИТМО.

Одобрено на заседании кафедры Прикладной и компьютерной оптики от 5 февраля 2009 г., протокол №4.

СПбГУ ИТМО стал победителем конкурса инновационных образовательных программ вузов России на 2007-2008 годы и успешно реализовал инновационную образовательную программу «Инновационная система подготовки специалистов нового поколения в области информационных и оптических технологий», что позволило выйти на качественно новый уровень подготовки выпускников и удовлетворять возрастающий спрос на специалистов в информационной, оптической и других высокотехнологичных отраслях науки. Реализация этой программы создала основу формирования программы дальнейшего развития вуза до 2015 года, включая внедрение современной модели образования.

©Санкт-Петербургский государственный университет информационных технологий, механики и оптики, © Цуканова Г.И., Багдасарова О.В., Бахолдин А.В., Карпов В.Г., Карпова Г.В.,

ВВЕДЕНИЕ

Самостоятельная работа студентов (СРС) считается наиболее эффективным видом обучения, основанным на самостоятельном формировании студентом знаний, умений, навыков и компетенций.

Активизация СРС требует планирования содержания и объема самостоятельной работы, организации и контроля ее проведения, обеспечения необходимыми учебно-методическими материалами.

Переход обучения на модульные программы требует от студента усиления контроля за планомерностью выполнения им своего учебного плана с набором баллов по контрольным точкам. В приводимой в пособии таблице планирования результатов обучения представлено, какие виды занятий и контроля предстоят студенту в семестре по дисциплине «Прикладная оптика» и сколько баллов он должен и может набрать по контрольным точкам, а также критерии пересчета результатов теста в баллы.

Основными видами самостоятельной работы студентов при освоении дисциплины «Прикладная оптика» в 5 семестре являются:

формирование и изучение содержания конспекта лекций на базе рекомендованной лектором учебной литературы, включая информационные образовательные ресурсы; подготовка к практическим занятиям и лабораторным работам; выполнение домашних заданий; компьютерный текущий и рубежный контроль и контроль успеваемости на базе электронных обучающих и аттестующих тестов.

Пособие охватывает все разделы курса «Прикладная оптика», изучаемые студентами факультета ОИСТ в 5 семестре и содержит вопросы и задачи для самостоятельной работы по темам дисциплины, примеры вариантов письменных домашних заданий с решениями, примеры вариантов тестов для текущего тестового контроля и рубежной аттестации, примеры вариантов контрольных работ с решениями, обучающие тесты с решениями по темам дисциплины, вопросы экзаменационных билетов.

ПЛАНИРОВАНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ОБУЧЕНИЯ

В соответствии с балльно-рейтинговой системой семестр разбит на два модуля, состоящих из двухнедельных отрезков, в каждом из которых студент должен выполнить запланированные задания и набрать определенные баллы. На странице 5 приведена таблица планирования результатов обучения студентов факультета ОИСТ по дисциплине «Прикладная оптика» в 5 семестре.





Из нее следует:

• Посещение студентом лекций учитывается в течение всего семестра. Для лучшего усвоения теоретического материала рекомендуется ответить на вопросы и решить задачи, которые приведены в разделе «Вопросы и задачи для самостоятельной работы».

• На первом практическом занятии (1-2 неделя) будет проведена контрольная работа №1 по проверке остаточных знаний по теме «Основные сведения из геометрической оптики» (пример варианта контрольной работы и ее выполнения смотри в разделе «Контрольные работы») и выдано домашнее задание №1 (пример задания и его выполнения смотри в разделе «Письменные домашние задания»).

• На втором занятии (2-4 неделя) студент должен сдать домашнее задание №1, которое оценивается в соответствии с критериями, приведенными в конце раздела.

• На следующем занятии (5-6 неделя) проводится контрольная работа №2 (пример варианта и выполнения смотри в разделе «Контрольные работы») и выдается домашнее задание № (пример задания и его выполнения смотри в разделе «Письменные домашние задания»).

• На практическом занятии на 7-8 неделе студент должен сдать домашнее задание №2, которое оценивается в соответствии с критериями, приведенными в конце раздела.

• На 9 неделе студент обязан пройти в ЦДО рубежную аттестацию по первому модулю (примеры тестов смотри в разделе «Рубежная аттестация»). При подготовке к рубежной аттестации рекомендуется проработать тесты из раздела «Обучающие тесты»

и вопросы и задачи из раздела «Вопросы и задачи для самостоятельной работы».

• На 1-2 неделе второго модуля студент получает домашнее задание №3 (пример задания и его выполнения смотри в разделе «Письменные домашние задания»).

• На 3-4 неделе необходимо пройти текущее тестирование в ЦДО (примеры тестов в разделе «Текущий тестовый контроль»), при подготовке к которому нужно проработать тесты из раздела «Обучающие тесты». Кроме того требуется сдать домашнее Таблица планирования результатов обучения студентов 3 курса по дисциплине "Прикладная оптика" в 5 семестре  Сдача тестов в срок Выполнение домашнего задания * Сдача домашнего задания в срок Работа на занятии Промежуточная аттестация Балловая стоимость одной точки * Формы контроля, являющиеся обязательными для аттестации.

задание №3, которое оценивается в соответствии с критериями, приведенными в конце раздела и получить домашнее задание № (пример задания и его выполнения смотри в разделе «Письменные домашние задания»).

• На практическом занятии на 5-6 неделе студент должен сдать домашнее задание №4, которое оценивается в соответствии с критериями, приведенными в конце раздела.

• На практическом занятии на 7-8 неделе проводится контрольная работа №3 (пример варианта и выполнения которой смотри в разделе «Контрольные работы»).

• На 8 неделе студент обязан пройти в ЦДО рубежную аттестацию по второму модулю (примеры тестов смотри в разделе «Рубежная аттестация»). При подготовке к рубежной аттестации рекомендуется проработать тесты из раздела «Обучающие тесты»

и вопросы и задачи из раздела «Вопросы и задачи для самостоятельной работы».

Семестр заканчивается промежуточной аттестацией, которая состоит из тестирования в ЦДО (примеры экзаменационных тестов приведены в разделе «Промежуточная аттестация») и письменного экзамена, вопросы к которому приведены в разделе «Вопросы к экзамену». При подготовке к промежуточной аттестации рекомендуется проработать тесты из раздела «Обучающие тесты» и вопросы и задачи из раздела «Вопросы и задачи для самостоятельной работы».

Критерии оценки выполнения домашних заданий Критерии выполнения домашних заданий на max балл:  Пример выполнения домашнего задания на max балл приведен в разделе «Комплект письменных домашних заданий».

Критерии выполнения домашних заданий на min балл:

верный ход решения задачи;

верный ответ, расчеты;

работа выполнена технически грамотно;

отсутствие ошибок в рисунках и построениях;

многократная сдача отчёта.

Критерии оценки выполнения контрольной работы Критерии выполнения контрольной работы на max балл:

Решены все задачи или даны ответы на все вопросы.

Критерии выполнения контрольной работы на min балл:

Выполнено не менее 60% заданий.

Задание считается выполненным, если:

верный ход решения задачи;

верный ответ, расчеты;

отсутствие ошибок в рисунках и построениях.

ВОПРОСЫ И ЗАДАЧИ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ

СТУДЕНТОВ

Тема1.1 Основные сведения из геометрической оптики 1. Принцип Ферма.

2. Определение идеальной оптической системы.

3. Формулы отрезков и формулы Ньютона.

4. Формулы линейного увеличения.

5. Правило знаков в оптике.

6. Основные характеристики оптических материалов.

7. Основные оптические материалы для видимой, инфракрасной и ультрафиолетовой областей спектра.

8. Полное внутреннее отражение.

9. Предельный угол полного внутреннего отражения.

10. Закон отражения в векторном виде.

1. Линза имеет фокусное расстояние f' = 20 мм. Предмет размером y = 10 мм расположен на расстоянии a = 20 мм от линзы.

Определить положение и величину изображения графически и аналитически.

2. Определить размер изображения, образованного линзой, если предмет имеет размер y = 10 мм и находится перед линзой на расстоянии 120 мм. Фокусное расстояние линзы f = 60 мм.

3. Предмет имеет размер y = 10 мм, изображение y' = -40 мм.

Определить фокусное расстояние тонкой линзы, если расстояние между предметом и изображением 500 мм.

4. Линза в воздухе имеет следующие характеристики: f' = 52 мм, s'F = 49 мм, sF = -47 мм, линейное увеличение = -2x. Определить положение предмета s от первой поверхности линзы и изображение s' от последней поверхности.

5. Предмет находится перед плосковогнутой линзой на расстоянии s = -70 мм, фокусное расстояние линзы f' = -50 мм, d = 6 мм, n = 1,5. Определить положение изображения S' от последней поверхности линзы.

6. Определить расстояние между последней поверхностью первой линзы и первой поверхностью второй линзы, если задний фокус первой линзы F'1,совпадает с передним фокусом второй линзы F2.

Известно: f’1 = 100 мм, f’2 = 50 мм, s’ = -3,5 мм, sH2 = 2,7 мм.

7. Тонкая линза имеет f' = 100 мм. Предмет расположен в бесконечности. Апертурная диафрагма диаметром 10 мм расположена перед линзой на расстоянии 20 мм. Определить диаметр выходного зрачка и его расстояние от объектива.

8. Тонкая линза имеет f' = 80 мм и относительное отверстие D/f' = 1:4.

За линзой на расстоянии 20 мм установлена апертурная диафрагма.

Определить диаметр линзы, если угловое поле в пространстве предметов 2 = 10°. Предмет расположен в бесконечности.

9. Фокусное расстояние двухкомпонентной системы f' = 80 мм.

Фокусное расстояние первого компонента f'1 = 120 мм. Найти диаметр апертурной диафрагмы, установленной между компонентами на расстоянии 40 мм от первого компонента, если 10. Объектив состоит из двух тонких компонентов, расположенных на расстоянии d = 100 мм. Фокусное расстояние первого компонента f'1 = 50 мм, второго компонента f'2 = -50 мм. Найти угловое поле объектива 2, если диаметр полевой диафрагмы Dп.д. = 20 мм, а предмет расположен в бесконечности.

11. Линза имеет фокусное расстояние f' = 100 мм. Предмет размером y = 10 мм расположен на расстоянии a = 100 мм от линзы.

Определить положение и величину изображения графически и аналитически.

12. Предмет имеет размер y = 24 мм, изображение y' = -120 мм.

Определить фокусное расстояние тонкой линзы, если расстояние между предметом и изображением 600 мм.

13. Перед объективом с оптической силой Ф2 поставлена плосковогнутая линза. Центр кривизны её вогнутой поверхности совпадает с главной точкой H объектива. Определить силу Ф1, радиус r2 линзы и задний фокальный отрезок a'F всей системы, состоящей из линзы и объектива, если известно, что сила Фэкв всей системы равна Ф2.

14. Оптическая система состоит из двух компонентов, расположенных на расстоянии d = 100 мм, фокусное расстояние первого компонента f'1 = -50 мм, второго компонента f'2 = 50 мм.

Определить фокусное расстояние всей системы.

15. С какого расстояния необходимо сфотографировать чертеж, чтобы получить на негативе его копию в масштабе 1:5, если фокусное расстояние объектива f’ = 300 мм?

16. Определить в градусах предельный угол полного внутреннего отражения на границе алмаз-воздух. Показатель преломления алмаза n = 2,417.

17. Определить положение главных плоскостей и фокусное расстояние f' плосковыпуклой линзы, изготовленной из стекла марки Ф1, если радиус её сферической поверхности равен r = 160 мм, а толщина 18. Тонкая линза имеет фокусное расстояние f' = 50 мм. Позади линзы на расстоянии 20 мм установлена апертурная диафрагма диаметром 10 мм. Найти размер и положение входного и выходного зрачков.

Тема 1. 2 Элементная база оптики. Часть Вопросы для самостоятельной работы Плоские зеркала 1. Сформулируйте, как отклоняется отраженный луч при повороте плоского зеркала.

2. Назовите, от чего зависит угол отклонения луча при отражении от системы двух плоских зеркал.

3. Определите, что происходит с отраженным лучом при повороте системы двух плоских зеркал вокруг ребра.

4. Сформулируйте, в каких случаях дают оборачивание системы из нескольких зеркал.

5. Действительные или мнимые изображения дают плоские зеркала?

Плоско-параллельная пластина 1. Что происходит со сходящимся (расходящимся) пучком лучей при прохождении плоско-параллельной пластины?

2. Назовите, от чего зависит продольное смещение.

3. Скажите, сохраняется ли гомоцентричность прошедшего через пластину пучка лучей.

4. Что происходит с прошедшим через плоско-параллельную пластину пучком лучей при ее наклоне?

5. Сформулируйте, что называется «редуцированием» плоскопараллельной пластины.

Призмы 1. Какие призмы называются отражательными?

2. Какие призмы дают оборачивание?

3. Сформулируйте, что называется «коэффициентом призмы».

4. Почему призму Дове ставят только в параллельных пучках лучей?

5. Зачем на призмы наносят «крышу»?

6. На каких гранях призмы можно наносить крышу?

Клинья 1. Сформулируйте, какая деталь называется оптическим клином.

2. Где применяют клинья?

3. Где применяют системы вращающихся и перемещающихся клиньев?

Сферические и асферические зеркала 1. Какая поверхность является анаберрационной для бесконечно удалённого предмета?

2. Назовите преимущества и недостатки асферических зеркал по сравнению со сферическими.

3. Если предмет и изображение действительные, то какую форму должна иметь анаберрационная зеркальная поверхность?

4. Назовите основные двухзеркальные системы.

1. Найти в градусах предельный угол падения лучей е 1 на входную грань призмы АР-90, при котором отражающая гипотенузная грань призмы может быть ещё без зеркального покрытия. Призма изготовлена из стекла с n = 1,8 и находится в воздухе.

2. Определить необходимость нанесения зеркального покрытия на вторую отражающую грань призмы ВР-45. Призма выполнена из материала с n = 1,7 и находится в воздухе.

3. Определить оборачивающее действие призмы БР-180 в меридиональном и сагиттальном сечениях.

5. На точечный источник света смотрят плоскопараллельную пластину, толщина которой 90 мм, показатель преломления стекла n = 1,5. На сколько ближе будет казаться изображение?

6. Перед плоскопараллельной пластинкой на расстоянии 60 мм расположен предмет. Определить положение его изображения от последней поверхности пластины, если её толщина 33 мм и показатель преломления стекла n = 1,8.

7. Плоскопараллельная пластинка толщиной 10 мм поставлена перпендикулярно оптической оси. На какой угол необходимо наклонить пластинку, чтобы луч сместился параллельно самому себе на 1 мм. Показатель преломления стекла пластины n = 1,5.

Тема 2.1 Элементная база оптики. Часть Сферические и асферические линзы 1. Сохраняется ли гомоцентричность пучка лучей при прохождении плоской преломляющей поверхности?

2. Какие точки называются апланатическими ?

3. Сколько апланатических точек имеет сферическая преломляющая поверхность? Где они находятся?

4. Рассмотрите несколько примеров : поверхность положительная, поверхность отрицательная; nn', nn'.

5. Может ли двояковыпуклая линза в воздухе быть отрицательной? А двояковогнутая – положительной?

6. Какие линзы называются ахроматами, какие анохроматами?

7. Из каких стёкол делают положительные линзы в ахроматах? А отрицательные?

Цилиндрические линзы. Аксиконы 1. Свойства цилиндрических и торических линз.

2. Как устроен объектив-анаморфот?

3. Как устроена анаморфотная оборачивающая система?

4. Что такое аксикон?

Световоды и волоконная оптика 1. Как устроен световод?

2. От чего зависит апертура световода?

3. Как определить число отражений в световоде?

4. Чему равна длина хода луча в световоде?

5. Какие требования предъявляются к объективам, работающим со световодами Линзы Френеля. Растровая оптика. Градиентная оптика 1. Как устроены линзы Френеля? Для чего применяются?

2. Как работает растровая осветительная система?

3. Как работает растровый экран?

4. Что представляет из себя градиентная оптика?

1. Световод длиной 1000 мм изготовлен из стекла с показателем преломления nc = 1,6, а его оболочка имеет nu = 1,52. Определить длину хода луча в стекле в меридиональном сечении при максимально возможном угле наклона.

2. Световод изготовлен из стекла с показателем преломления nc = 1,7, а его оболочка имеет nu = 1,6. Определить числовую апертуру световода.

3. Световод изготовлен из стекла с показателем преломления nc = 1,7272, а его оболочка имеет nu = 1,478. Определить максимальное относительное отверстие объектива, который может работать с этим световодом.

4. Световод диаметром 25 мкм и длиной 500 мм изготовлен из стекла с показателем преломления nc = 1,73, а его оболочка имеет nu = 1,5.

Определить количество отражений для меридионального луча при максимальном угле наклона.

5. Световод изготовлен из стекла с показателем преломления nc = 1,6, а его оболочка имеет nu = 1,52. Определить фокусное расстояние объектива, который работает с этим световодом, если его диаметр составляет 20 мм и предмет находится в бесконечности.

меридиональном сечении м = -0,3, а в сагиттальном сечении = - 2,7х. Расстояние между предметом и изображением 260 мм.

Определить фокусные расстояния линз в меридиональном и сагиттальном сечениях (толщинами линз пренебречь). Сделать рисунок.

1. Что называется «габаритной яркостью» источника?

2. Укажите преимущества и недостатки диапрокционных систем первого вида перед системами второго вида.

3. Почему изображение источника должно заполнять входной зрачок проекционного объектива?

4. Почему при кинопроекции освещённость экрана должна быть в несколько раз больше, чем при диапроекции?

5. Принципиальная оптическая схема диаскопической проекционной установки.

6. Ход лучей в проекционных установках всех типов.

7. Основные характеристики проекционных систем.

8. Назовите основные недостатки системы, создающей изображения источника света в кадровое окно.

9. В каких пределах должна быть яркость экрана при диапроекции?

10. От чего зависит и как определяется освещенность изображения в проекционных установках?

11. По каким параметрам выбирается проекционный объектив?

12. В каком случае производится оборачивание объектива в проекционной системе?

13. Как выполняется расчет конденсоров?

14. Габаритные и светотехнические расчеты диаскопической проекционной системы.

15.Оценка качества изображения проекционных систем.

1. Объектив строит изображение бесконечно удаленного предмета:

f 'об = 50 мм. Диаметр объектива 15 мм. Во сколько раз изменится освещенность изображения, если тот же предмет расположить на расстоянии 500 мм от объектива, а диаметр объектива изменить до Решение:

Ответ: изменится примерно в 2 раза.

2. Репродукционная система имеет линейное увеличение = –5, длину 600 мм. Входной зрачок расположен на объективе и равен 50 мм. Чему равна задняя апертура? Систему считать тонкой.

Решение:

Так как линза тонкая, то:

Ответ: А = 0,05.

3. Определите освещенность экрана размером 600х900 мм проекционной системы, если полезный световой поток лампы составляет 100 лм.

Решение:

Ответ: Е=185 лк.

4. В проекторе фокусное расстояние объектива f 'об = 85 мм, относительное отверстие 1:2, а угловое поле 2 = 12°. Диаметр тела накала лампы 8,5 мм. Чему равна передняя апертура конденсора? Увеличение в зрачках объектива равно р = 1,0.

Решение:

Ответ: sin k = 0.525.

5. Найдите задний апертурный угол репродукционной системы ', если расстояние от объектива до изображения а'=400 мм, а диаметр выходного зрачка объектива D'p=45 мм.

Решение:

Ответ: ' = 3,22°.

6. Чему равна площадь освещаемой поверхности, если оптическая система дает полезный поток 112 лм, а освещенность от лампы накала равна 350 лк?

Решение:

Ответ: s = 0,32 м.

7. Источник излучения проектируется во входной зрачок проекционной системы. Фокусное расстояние проекционного объектива 100 мм, линейное увеличение об = –10, размер кадрового окна 10х12 мм. Найти угловое поле объектива.

Решение:

Ответ: 2об = 8.

8. Изображение Солнца сфокусировано на листе бумаги с помощью линзы с фокусным расстоянием 50 мм и световым диаметром 10 мм. Определить диаметр изображения и освещенность, полагая, что яркость Солнца Lист = 1,5·109 Кд/м, а его угловой диаметр 2 = 30'. Коэффициент пропускания линзы принять = 0,9.

Решение:

Определим диаметр изображения Солнца.

Для предмета, расположенного в бесконечности, Вычислим освещённость изображения в фокальной плоскости линзы, т.е. в плоскости изображения где ' – апертурный угол в пространстве изображений равен, тогда Найдём Ответ: 2y' = 0,436 мм, Ev' = 41,97 106 лк.

9. Рассчитать величину фокусного расстояния объектива в проекционной системе, если изображение проектируется на экран, расположенный на расстоянии 5 м от объектива с 50–кратным увеличением.

Решение:

Расстояние от объектива до экрана p' = 5000 мм.

Ответ: f об = 84 мм.

10. Определить фокусное расстояние конденсора, если размер нити лампы l = 10 мм. Проекционный объектив имеет следующие данные: f 'об = 100 мм, относительное отверстие 1:3, об = –50х, расстояние от конденсора до кадрового окна m = 10 мм. Считать, что входной и выходной зрачки объектива совпадают с главными плоскостями.

Решение:

Ответ: f 'k =26,05 мм.

11. На киноэкран шириной 6 м падает световой поток 2700 лм.

Определить освещенность экрана, если отношение высоты и ширины его k = 3:4.

Решение:

Высота экрана равна 6 = 4,5 м, площадь экрана s= 4,5 6 = 27 м2.

Ответ: E=100 лк.

12. Определить необходимую яркость источника света проекционной диаскопической системы с увеличением = –100х, если освещенность экрана должна быть 100 лк, а в качестве проекционного объектива используется объектив с f ' = 50 мм, относительным отверстием 1:2. Коэффициент светопропускания принять равным = 0,2.

Решение:

Ответ: L = 26 10 6 кд/м2.

13. В диапроекторе используется галогенная лампа КГМ12-200 с размерами проекции тела накала 4,54,4 мм и световым потоком 5000 лм. Освещенность в центре экрана, расположенного на расстоянии 4 м от объектива, составляет 180 лк, коэффициент пропускания оптической системы 0,7. Найти диаметр выходного зрачка объектива.

Решение:

Ответ: D = 16,14 мм.

Тема 2. 3 Работа оптического прибора совместно с глазом 1. Почему переднее и заднее фокусные расстояния глаза разные по 2. Почему в течение жизни человека ближняя точка ясного видения постоянно удаляется от нас?

3. Чему равно «расстояние наилучшего видения» и почему оно 4. Что называется объемом аккомодации глаза?

5. Что называется остротой зрения?

6. Как меняется острота зрения по мере удаления от зрительной 7. Почему адаптация глаза с темноты на свет (со света на темноту) переходит постепенно?

8. Почему «Ночью все кошки серые»?

9. Что такое видимое увеличение?

10. От чего зависит видимое увеличение лупы?

11. Что такое условие естественного впечатления и от чего оно 1. Предмет находится на расстоянии 45 мм перед лупой с f' = 50 мм.

Определите её видимое увеличение, если глаз находится за ней на расстоянии: а) 45 мм, b) 500 мм, c) 55 мм.

2. Объём аккомодации глаза 10 дптр. Определите, где находится ближняя точка ясного видения этого глаза, если: а) аметропия глаза 2 дптр ; b) глаз – эмметроп; с) близорукость глаза 2 дптр.

3. Фотографирование произведено камерой, которая имеет объектив с f' = 12 мм и ПЗС-матрицу с диагональю 10 мм. С какого расстояния надо смотреть снимки на экране телевизора с диагональю 51 см, чтобы получить условие естественного виденья?

4. Во сколько раз необходимо увеличить негативные снимки, полученные любительским фотоаппаратом с объективом, имеющим фокусное расстояние 50 мм, чтобы при рассмотрении отпечатков с расстояния наилучшего видения получить условие естественного впечатления?

5. Определить линейное поле лупы 2y, если известно, что изображение после лупы рассматривается под углом ' = 6°, а заднее фокусное расстояние равно f' = 100 мм.

Решение: 2 y = 2 f tg = 2 100 tg (6°) = 21 мм.

6. Найти разрешающую способность системы «лупа+глаз» при хороших условиях освещения и достаточной контрастности ( гл ' = 1' ). Видимое увеличение лупы л = 4. Глаз находится на расстоянии наилучшего видения (L = 250 мм).

7. Определить оптическую силу лупы, имеющей видимое увеличение 8. Можно ли с помощью лупы с фокусным расстоянием 300 мм получить видимое увеличение 3х?

9. Найти видимое увеличение лупы для рисунка, при условии, что Решение:

10. Найти видимое увеличение лупы для рисунка, при условии, что f ' = 100 мм, z' p' = 10мм, z=30,0 мм.

11. Возможно ли наблюдение невооруженным глазом шкалы визуального прибора с величиной интервала = 0.06 мм? Каким станет видимый интервал между штрихами шкалы, если применить для её рассматривания окуляр с f = 10 мм?

КОНТРОЛЬНЫЕ РАБОТЫ

Тема 1.1 Основные сведения из геометрической оптики 1. Увеличение оптической системы с f’ = 100 мм, = +3. Определите отрезки z, z’, a, a’. Покажите на рисунке все отрезки. Систему считать тонкой.

2. Линза с f = -100 мм имеет s’F’ = -105 и sF = 90.Определите отрезки s и s’ при увеличении = -2.

3. Оптическая система имеет две диафрагмы равного диаметра, как показано на рисунке. Определите, какая из них является апертурной, если плоскость предметов находится перед системой на половине фокусного расстояния.

1. По формуле линейного увеличения  Откуда:

Кроме того, 2. Так как Определяем отрезки z и z'. По формуле линейного увеличения z' = - · f' = -(-2)·(-100) = -200.

Откуда s'= s'F' + z' = -105 – 200 = -305.

3. Для определения, какая из диафрагм является апертурной, построим их изображения в пространстве предметов в обратном ходе лучей.

Теперь из рисунка видно, что изображение 2'2' диафрагмы видно из осевой точки предмета под меньшим углом, чем изображение 11 диафрагмы 11. Следовательно, 2'2' является входным зрачком, а сама диафрагма 22 – апертурной.

Тема 1.2 Элементная база оптики. Часть 1. В фотокамере плоскость изображений находиться в 100 мм после объектива. На каком расстоянии от объектива надо поставить фотопластинку толщиной 3 мм (nст = 1,5),если фотослой находиться на задней стороне пластины.

2. В приборе между линзой и пластинкой диаметром по 30 мм находиться зеркало, как показано на рисунке 1. Если зеркало заменить призмой ( nст=1,5), на каком расстоянии надо поместить пластину (см. рисунок 2.)?

3. Каким станет расстояние от призмы до пластины из задачи 2,если прямоугольную призму заменить на пентапризму из того же стекла, как показано на рисунке.

1. Так как фотопластинка находится между объективом и изображением, она вносит в ход лучей удлинение Следовательно, расстояние от объектива до пластинки должно 2. Так как линза и пластинка имеют одинаковые диаметры, призма между ними должна иметь такой же световой диаметр – 30 мм.

Коэффициент прямоугольной призмы единица, следовательно, в нашем случае она эквивалентна стеклянной пластине толщиной Следовательно, расстояние от призмы до пластинки будет 3. Пентапризма имеет коэффициент 3,14, следовательно, она эквивалентна пластине толщиной Такая пластина вносит удлинение Поэтому в этом случае Тема 2.3 Работа оптического прибора совместно с глазом человека 1. Предмет находится в передней фокальной плоскости лупы с f’ = 25мм. Каково видимое увеличение лупы?

2. Определите, где находится дальняя точка ясного видения глаза, если его аметропия составляет +2дптр?

Если предмет находится в передней фокальной плоскости лупы, её видимое увеличение определяется по формуле Следовательно 2. Аметропия определяется по формуле Откуда Дальняя точка ясного видения находится за глазом на расстоянии 500мм.

ПИСЬМЕННЫЕ ДОМАШНИЕ ЗАДАНИЯ

Тема1.1 Основные сведения из геометрической оптики 1. Построить ход луча через оптическую систему, заданную главными плоскостями и фокусами компонентов, если известен ход луча между вторым и третьим компонентом.

2. Линза имеет фокусное расстояние f' = 100 мм. Предмет размером y = 10 мм расположен от передней главной плоскости линзы на расстоянии a = 100 мм. Определить положение и величину изображения аналитически и графически.

3. Определить радиус в мм сферической поверхности плоско-вогнутой линзы, если n = 1,6 и задний фокальный отрезок s' F ' = 60 мм.

4. Оптическая система состоит из двух компонентов, расположенных на расстоянии d = 100 мм. Фокусное расстояние первого компонента Определить фокусное расстояние f’ всей системы и задний фокальный отрезок a' F '.

5. Линза диаметром 20 мм имеет фокусное расстояние f’ = 50 мм.

Позади линзы на расстоянии 20 мм установлена диафрагма диаметром 10 мм. Найти положения и размеры входного и выходного зрачков, если предмет расположен в бесконечности.

1) Определяем положение изображения по формуле отрезков:

2) Линейное увеличение линзы определяется по формуле и равно =.

3) Определяем размер изображения:

Ответ: a' = 50 мм; y' = 5 мм.

4) Графическое нахождение изображения:

При а = 100 мм предмет расположен справа от линзы и является 1) В плоско-вогнутой линзе задняя главная плоскость H' проходит через вершину вогнутой поверхности, поэтому f ' = s' F ' и 2) Оптическая сила линзы в воздухе определяется выражением Для плоско-вогнутой линзы r1 = и формула упрощается.

3) Определяем радиус сферической поверхности плоско-вогнутой линзы:

Ответ: r = 36 мм.

1) Оптическая сила системы, состоящей из двух компонентов, определяется выражением Тогда f’ = 25 мм.

2) Расстояние от задней главной плоскости второй линзы до эквивалентного фокуса определяется по формуле:

Ответ: f’ = 25 мм; a' F = 75 мм.

1) По рисунку линзы и диафрагмы определяем, какая из диафрагм является апертурной.

Если предмет расположен в бесконечности, то изображение находится в задней фокальной плоскости. Осевую точку изображения соединяем с краями оправы линзы и диафрагмы. Та диафрагма, которая видна из центра изображения под наименьшим углом, является апертурной и это диафрагма №2. Апертурная диафрагма, расположенная в пространстве изображений, называется выходным зрачком. Следовательно, выходной зрачок находится от линзы на расстоянии a' p = 20 и его диаметр D’ = 10 мм.

2) Определяем положение входного зрачка по формуле отрезков:

Затем – диаметр входного зрачка:

Ответ: a p = 33,33 мм, D = 16,67мм – входной зрачок;

Расчёт призм графоаналитическим методом 1. Выбрать тип призмы.

2. Определить расстояния между объективом и призмой, призмой и сеткой, сеткой и окуляром.

3. Определить размеры призмы.

4. Представить конструктивную схему оптики.

5. Исходные данные 6. Расположить призму между объективом и сеткой. Призма должна давать прямое изображение и отклонять ось на 90.

Dсетки = 10 мм.

dсетки = 3 мм.

n = 1,5 – показатель преломления стекла призмы и сетки.

Плоскость делений находится на первой поверхности сетки.

Схема оптики представлена на рисунке 1.

Расчёт размеров граней призм, установленных в сходящихся пучках лучей, выполняется графоаналитическим методом, предложенным профессором И.А. Турыгиным.

Положение призмы в заданном коническом пучке зависит от различных конструктивных требований. Например, для получения наименьших габаритов призмы, её нужно помещать ближе к узкой части светового пучка. Очень близко к плоскости промежуточного изображения помещать призму не рекомендуется, чтобы царапины, пузырьки, пылинки на грани призмы не были видны наблюдателю.

Выходную грань призмы следует поместить от плоскости изображения на расстоянии z, определяемом по формуле Зададим z = 10 мм.

Для отклонения оптической оси на 900 и получения прямого изображения применяется пентапризма БП-90. Из справочника конструктора оптико-механических приборов определяем коэффициент k, характеризующий призму данного типа: k = 3,41.

Выбрав положение выходной грани, проводим вспомогательную прямую под углом к оси до пересечения с коническим габаритным пучком лучей. Угол находим по формуле Добавляя 12 мм на крепление и юстировку призмы, проводим прямую, определяющую положение входной грани призмы (рисунок 2) Размер D снимаем с чертежа, где D - размер входной грани призмы.

Находим длину хода луча в призме d:

Толщину редуцированной, т.е. воздушной, пластинки определяем по формуле:

и сравниваем для проверки с толщиной пластинки, измеренной по чертежу (рисунок 2).

Определяем расстояние от объектива до входной грани призмы:

с = s' F' z d' = 15010 57,20 = 82,80 мм.

Затем определяем расстояние между второй поверхностью сетки и окуляра – m.

Сетку, стеклянную плоскопараллельную пластинку, заменяем воздушной Приводим конструктивную схему оптики.

Тема 2.1 Элементная база оптики. Часть Вариант 1. Цилиндрический стержень с полированными торцами из стекла с nст = 1,7 имеет оболочку из стекла с nоб = 1,5,как показано на рисунке. Определите, с какой апертурой может проходить через него свет.

2. Система состоит из двух цилиндрических линз, как показано на видах спереди и сверху.

Определите оптическую силу системы в этих сечениях, если она имеет на верхнем рисунке увеличение 1 = -2, а на нижнем – 2 = - 0,5. Линзы считать тонкими.

1. Апертура стержня определяется предельным углом полного внутреннего отражения, как показано на рисунке В соответствии с законом преломления Следовательно, пр 62.

Тогда из рисунка И апертура световода Для верхнего сечения можно записать Откуда Известно, что Значит, в нашем случае Для нижнего сечения Откуда: а 2 = 100 мм, а = 50 мм, 2 = 30 дптр.

Вариант 1. Световод длиной 500 мм изготовлен из стекла с показателем преломления nc = 1,6, а его оболочка имеет nu = 1,52. Определить длину хода луча в стекле в меридиональном сечении при максимально возможном угле наклона.

2. В цилиндрической системе линейное увеличение в меридиональном сечении м = - 0,1х, а в сагиттальном сечении = - 3х. Расстояние между предметом и изображением 330 мм. Определить фокусные расстояния линз в меридиональном и сагиттальном сечениях ( толщинами линз пренебречь). Сделать рисунок.

1. Длина хода луча в световоде в меридиональном сечении определяется по формуле:

Числовая апертура световода определяется по формуле:

Тогда длина хода луча равна Ответ: d = 526,3 мм.

1) В меридиональном сечении: составим два уравнения:

Отсюда находим a = 300 мм, a' = 30 мм.

Далее по формуле отрезков определяем фокусное расстояние :

2) В сагиттальном сечении:

По формуле отрезков определяем фокусное расстояние:

Ответ:

Расчёт проекционной установки с диаскопической проекцией Исходя из заданных характеристик проекционной схемы, необходимо выполнить габаритный расчёт.

По полученным данным подобрать источник света и объектив, используя каталоги и библиотеку оптических систем программы “OPAL”.

Выполнить расчёт конденсора.

Составить оптическую систему и определить расстояния между компонентами.

Выполнить чертёж оптической схемы по ГОСТ 2.412-81.

Номер варианта: 6.

Размер кадра: 9х12 мм2.

Увеличение:

-30х.

Расстояние между кадром и экраном: 4 м.

Габаритный расчёт проекционной системы D' = 2a' sin ' A = 2 3870,97 0,00509 = 39,41мм.  ' = arctg (0,058125) = 3°20' ;2' = 6°40'.

Кинопроекционная лампа К220-100:

Световой поток: 1700 лм, ширина тела накала а: 9 мм, высота тела накала в: 9 мм.

Расчёт необходимого относительного отверстия проекционного объектива Относительное отверстие объектива: 1:3,2.

Фокусное расстояние: 125 мм.

Угловое поле: 6о40’.

Оптическая схема и конструктивные параметры выбранного Триплет. f ' = 249; 1:3; 2 = 40°.

Конструктивные параметры:

Диафрагма расположена в первом воздушном пространстве на расстоянии 11,2 мм.

Коэффициент масштабирования для оптической системы:

Триплет. Масштабированный, обёрнутый. f ' = 125; 1:3; 2 = 40°.

Конструктивные параметры:

Диафрагма расположена во втором воздушном промежутке на расстоянии 5,61 мм.

Расчёт размеров и положения зрачков объектива 11,3719 73,9674 841, a' P' = 13,4379 мм.

s' p' = s' p' = a' p' + s' H ' = 13,4379 + 0 = 13,4379 мм;

a' p' = s' H ' + s' p' = 21,7685 13,4379 = 8,3306 мм;

Расчёт суммарного угла охвата конденсора и определение его типа.

Увеличение конденсора:

кон = 13°42'.

Суммарный угол охвата конденсора:

Суммарный угол охвата: 3336' Расчёт конденсора на минимум сферической аберрации для конденсора было выбрано стекло ЛФ5 с показателем преломления для основной длины волны ne=1,578325.

Расчёт радиусов конденсора при толщинах, равных нулю:

h = a' кон = e aоб + a p = 22,0446 + 129,03 + 8,9254 = 160 мм;

e = 22,0446;

Радиусы по стандартному ряду:

r1 = 78,16;

r2 = 26,00;

r3 = 95,94;

r4 = 62,95.

h2 = h1 d1 2 = 160 4 ( 3,526) = 160 + 14,104 = 174,104 мм;

h3 = h2 d 2 3 = 174,104 1 ( 1,69 ) = 174,104 + 1,69 = 175,794 мм;

h3 = h3 d 3 4 = 175,794 4 ( 0,4) = 175,794 + 1,6 = 177,394 мм.

Dкон = 2 36,53 ( 0,238272 ) = 2 8,7 = 17,4 мм.

Определение расстояний между компонентами проекционной s' = a' + s' = 3870,97 21,7685 = 3849,2015 мм;

m = aоб + a p = 137,95 мм;

e = 173,53 137,95 = 35,58 мм.

РУБЕЖНАЯ АТТЕСТАЦИЯ

Основные сведения из геометрической оптики.

Вопрос Произойдет ли полное внутреннее отражение луча, входящего в линзу параллельно оптической оси на высоте 5 мм, если показатель преломления материала линзы n = 2,4. Радиусы кривизны поверхностей линзы равны r1 =, r2 = -10,0. Укажите правильный ответ.

Ответ: произойдет.

Вопрос При повороте плоского зеркала на угол 30 °, отражённый луч повернётся на:

Ответ: 60 °.

Вопрос Какое изображение дает система зеркал, показанная на рисунке?

Укажите правильный ответ:

зеркальное изображение полностью перевернутое изображение прямое изображение Ответ: прямое изображение.

Вопрос Укажите, в каком случае изображение будет мнимым.

Ответ: s=-20, =3.

Вопрос Плоскопараллельная пластинка толщиной 5 мм поставлена перпендикулярно оптической оси системы. На какой угол необходимо наклонить пластинку, чтобы луч сместился параллельно самому себе на 0.1 мм. Показатель преломления стекла пластины n = 1.7. Укажите правильный ответ.

Ответ: 2.78.

Вопрос После объектива, создающего изображение бесконечно удаленного предмета, поочередно устанавливаются две плоскопараллельные пластинки с показателем преломления n1 =1.518, n2 =1.66. Толщина первой пластинки d1 = 6 мм. Чему должна быть равна толщина 2-й пластинки, чтобы изображение в плоскости приемника не смещалось?

Ответ: 6.56 мм.

Вопрос Предмет величиной y = 10 мм расположен в передней главной плоскости отрицательной линзы. Определите линейное увеличение линзы с учетом его знака.

Ответ: 1.

Вопрос Укажите, какой оптической силой обладает линза, у которой задний фокус первой поверхности совпадает с передним фокусом второй поверхности.

Ответ: Ф = Вопрос Укажите правильное название линзы, если r10; r20; r1r2.

положительный мениск телескопическая линза концентрическая линза отрицательный мениск Ответ: отрицательный мениск.

Вопрос Плосковыпуклая линза с r2 = 20 мм имеет оптическую силу 50 дптр.

Определить показатель преломления линзы. Укажите правильный ответ.

Ответ: 2.

Вопрос Оптическая сила системы из двух линз 8 дптр, причём у первой дптр и у второй 20 дптр. Определить расстояние между линзами в мм.

Ответ: 80 мм.

Вопрос Проанализировав ход лучей в проекционных системах, определите, в какой из них система освещения осуществлена правильно, учитывая, что источник имеет равномерную яркость. Объектив 1 считать тонким, входной зрачок находится на объективе, 2 - конденсор, D диафрагма, Э - экран.

Ответ:

Вопрос Проекционный объектив имеет относительное отверстие 1:2, f' = мм, = -70. Чему равна длина системы? Объектив считать тонким.

Ответ: 7201.43 мм.

Вопрос Рассчитываемый проекционный объектив имеет = -100, диаметр выходного зрачка D' = 40 мм, f' = 110 мм, линейное поле в пространстве предметов 2y = 30 мм. Какой из указанных объективов путем простого пересчета на другое фокусное расстояние может быть использован для решения поставленной задачи?

f'=100 мм; 1:2.4; 2=20° ;

f'=150 мм; 1:2.7; 2=20° ;

f'=250 мм; 1:4; 2=15° ;

f'=75 мм; 1:2; 2=25° ;

f'=150 мм; 1:3; 2=25° ;

Ответ: f'=150 мм; 1:2.7; 2=20° ;

Вопрос Конденсор, состоящий из двух одинаковых плосковыпуклых линз с | R2 | = | R3 | = 25 мм должен заполнить светом отверстие диаметром D = 20 мм. Линзы конденсора изготовлены из стекла БК (nе = 1.5688), тело накала источника имеет размеры 6.4х8.9 мм2. Найти расположение тела накала относительно конденсора. Линзы считать тонкими. Укажите правильный ответ.

Ответ: 29, Вопрос Передняя апертура конденсора Ak = 0.7, увеличение кондесора к =-7.

Какой диаметр входного зрачка и угловое поле должен иметь проекционный объектив, если диаметр тела накала равен 10 мм?

D=75 мм, 2=15° D=70 мм, 2=12° D=72 мм, 2=10° D=60 мм, 2=13° D=50 мм, 2=14° Ответ: D=70 мм, 2=12°.

Вопрос Определите, из скольких линз со сферическими поверхностями надо делать конденсор диапроекционной установки, если для проекции кадра 1824 мм используется объектив с f' = 50 мм и D:f' = 1:5, а в качестве источника - лампа с телом накала 1515 мм?

Ответ: Из двух линз.

Вопрос На киноэкран шириной 6 м падает световой поток 2700 лм.

Определить освещенность экрана, если отношение высоты и ширины его 3:4.

Ответ:100 лк.

Вопрос Экран с коэффициентом отражения = 0.8 и размером 1000х1500 мм находится на расстоянии 3000 мм от установки для проекции слайдов 24х36 мм. Какую яркость будет иметь изображение, если используется лампа яркостью 6·106 кд/м2 и объектив с относительным отверстием 1:4? Коэффициент пропускания установки принять равным 0.7.

Ответ: 28.8 кд/м2.

Вопрос Прожектор имеет источник света диаметром dист =5 мм. Полный световой поток 6000 лм. Определить диаметр выходного зрачка прожектора в мм., при котором освещенность, создаваемая на расстоянии р' = 1 км, была бы равна 2 лк. Коэффициент пропускания = 0.5 Укажите правильный ответ.

Ответ: 512 мм.

ОБУЧАЮЩИЕ ТЕСТЫ

Тема 1.1. Основные сведения из геометрической оптики.

Тема 1.2. Элементная база оптики. Часть 1.

Вопрос Произойдет ли полное внутреннее отражение луча, входящего в линзу параллельно оптической оси на высоте 5 мм, если показатель преломления материала линзы n = 1,5. Радиусы кривизны поверхностей линзы равны r1 =, r2 = -10,0. Укажите правильный ответ.

не произойдет Решение:

Синус угла падения луча на сферическую поверхность с r = OM = -10 мм равен:

sin(2)=h/r=5/-10=-0,5.

Предельный угол полного внутреннего отражения определяется по формуле:

В данном случае n' = 1 и sin(2пред) = 1/1,5 = 0,667.

Угол 2 меньше предельного угла полного внутреннего отражения 2пред, следовательно, полного внутреннего отражения не произойдет.

Ответ: не произойдет.

Вопрос Луч падает на систему двух плоских зеркал с углом 90° между зеркалами и отклоняется от первоначального направления на 180°. На сколько изменится направление отраженного луча, если систему повернуть на 5°?

Решение:

При повороте системы двух зеркал вокруг оси, перпендикулярной плоскости главного сечения, направление отраженного луча не меняется.

Ответ: 0°.

Для определения оборачивающего действия зеркал используют стрелки, направления которых в плоскости предмета совпадают с направлением осей X и Y.

Если после системы зеркал наблюдатель видит, что одна из стрелок изменила направление на противоположное, то имеет место зеркальное изображение (рисунок б).

При определении оборачивающего действия необходимо принимать во внимание условия наблюдения, свет должен идти на наблюдателя.

Если направления стрелок для наблюдателя не изменились, то имеет место прямое изображение.

Если наблюдатель видит, что обе стрелки изменили направление на противоположное, то имеет место полностью перевернутое изображение (рисунок в).

Вопрос Установите соответствие между оборачивающим действием и системой зеркал.

1. полностью перевернутое изображение 2. прямое изображение 3. зеркальное изображение Ответ:

1) прямое изображение ~ а 2) зеркальное изображение ~ в 3) полностью перевернутое изображение ~ б Идеальной оптической системой называется система, отображающая каждую точку предмета точкой изображения и сохраняющая заданный масштаб изображения.

Основные теоремы идеальной оптической системы:

-плоскости, перпендикулярной оптической оси в пространстве предметов, соответствует плоскость, перпендикулярная оптической оси, в пространстве изображений;

-линейное увеличение в паре сопряженных и перпендикулярных оптической оси плоскостей есть величина постоянная.

Основные формулы идеальной оптической системы в воздухе Линейное увеличение:

=a'/a=f'/z=-z'/f'=y'/y Формула Ньютона:

Формула отрезков:

Для зеркал формула отрезков имеет вид:

Линейное увеличение:

Фокусное расстояние равно:

где r - радиус кривизны зеркала. В зеркале f=f' Вопрос Установите соответствие между положением предмета в линзе, ее фокусным расстоянием и линейным увеличением.

2. a=-300, f'= 3. a=-300, f'= Ответ:

1) a=-300, f'=100 соответствует =-0,5;

2) a=-300, f'=50 соответствует =0,143;

3) a=-300, f'=-50 соответствует =0,143;

4) a=300, f'=-50 соответствует =7,0.

Вопрос Предмет y = -20 мм расположен на расстоянии s = -100 мм от вогнутого зеркала с радиусом кривизны r = -50 мм. Определить расстояние от вершины зеркала до изображения s'. Выбрать правильный ответ.

Решение:

Нужно применить формулу отрезков для зеркал:

1/s'+1/s=1/f'.

Ответ: s'=-33,3 мм.

Вопрос На точечный источник света смотрят через плоскопараллельная пластинку, толщина которой 100 мм, показатель преломления стекла n = 1.5. На сколько миллиметров ближе будет казаться изображение?

Решение:

Плоскопараллельная пластинка, стоящая перпендикулярно оптической оси, вносит удлинение, которое в параксиальной области равно где d - толщина пластинки, n - показатель преломления.

Ответ:33.33 мм.

Вопрос Плоскопараллельная пластинка толщиной 5 мм поставлена перпендикулярно оптической оси системы. На какой угол необходимо наклонить пластинку, чтобы луч сместился параллельно самому себе на 0.1 мм. Показатель преломления стекла пластины n = 1.7. Укажите правильный ответ.

Решение:

Если плоскопараллельная пластинка, стоящая перпендикулярно оптической оси поворачивается на некоторый угол, то происходит смещение оптической оси на величину Если выполнить расчет в параксиальной области, тогда Ответ: 2,78°.

Вопрос После объектива, создающего изображение бесконечно удаленного предмета, поочередно устанавливаются две плоскопараллельные пластинки с показателем преломления n1 = 1.518, n2 = 1.66. Толщина первой пластинки d1 = 6 мм. Чему должна быть равна толщина 2-й пластинки, чтобы изображение в плоскости приемника не смещалось?

Решение:

Пусть плоскость приемника совпадает со второй поверхностью пластинки, тогда для предмета, расположенного в бесконечности, должно быть:

где Поскольку расстояние между последней поверхностью объектива и приемником не меняется то:

Вычитая из выражения (2) выражение (1), получаем Изображение в плоскости приемника не будет смещаться, если удлинение, вносимое пластинками, является постоянным.

Ответ: 5.15 мм.

Вопрос Определите оптическую силу тонкой линзы, помещенную в воду с показателем преломления n = 1.33., изготовленную из стекла с показателем преломления n = 1.5 и фокусным расстоянием в воздухе f ' = 250 мм. Ответ приведите в диоптриях.

Решение:

Оптическая сила линзы в воде определяется из выражения:

Оптическая сила линзы в воздухе :

Для однородной среды n1 = n3 и тонкой линзы эта формула принимает вид:

Тогда из отношения определяем оптическую силу линзы в воде.

Ответ: 0.34 дптр.

Формулы, связывающие конструктивные параметры линзы с ее основными параксиальными характеристиками, имеют вид:

Оптическая сила линзы, где n1 и n2 - показатели преломления сред пространства предметов и пространства изображений;

Оптическая сила линзы, которая находится в воздухе Оптическая сила линзы в воздухе с плоской поверхностью Оптическая сила линзы-шара в воздухе Оптическая сила линзы в воздухе с равными радиусами r1 = r2.

Оптическая сила концентрической линзы в воздухе Оптическая сила системы из двух компонентов, находящейся в где Ф1 и Ф2 - оптические силы первого и второго компонентов, а d- расстояние между задней главной плоскостью первого компонента и передней главной плоскостью второго компонента.

Передний фокальный отрезок Задний фокальный отрезок Передний вершинный отрезок Задний вершинный отрезок Расстояние между главными плоскостями Толщина афокальной или телескопической линзы в воздухе Вопрос Укажите какой оптической силой обладает линза, у которой задний фокус первой поверхности совпадает с передним фокусом второй поверхности.

Решение:

Линзу, оптическая сила которой равна нулю, называют телескопической. В такой линзе задний фокус первой поверхности совпадает с передним фокусом второй поверхности.

Ответ: Ф = 0.

Вопрос Определите расстояние между главными плоскостями мениска у которого r1 = r2. Ответ приведите в долях осевого расстояния линзы d.

Решение:

Оптическая сила такой линзы равна т.е. Ф 0.

Формула для этой линзы приводит к Ответ: осевому расстоянию линзы d.

Вопрос Двояковыпуклая линза, расположенная в воздухе, имеет следующие конструктивные параметры: r1 = 15 мм, r2 = -15 мм, n2 = 1,5.

Определить значение осевого расстояния d2, больше которого, данная линза становится рассеивающей.

Решение:

Правильный ответ определяется следующим неравенством:

которое получается из общего выражения для оптической силы линзы при 0.

Ответ: 90 мм.

Вопрос Эквивалентное фокусное расстояние системы из двух линз в воздухе равно fэкв = 125 мм, причем f'1 = 50 мм и f'2 = 50 мм. Определить расстояние между линзами в мм.

Решение:

Для решения задачи нужно использовать формулу:

1/f'экв = Фэкв=Ф1+Ф2-Ф1Ф2d, где d - расстояние между линзами.

Ответ: 80 мм.

Вопрос Установите соответствие между названиями призм и рисунками.

1. призма ромб 2. призма Шмидта с крышей 3. прямоугольная призма 4. призма Лемана 5. прямоугольная призма с крышей 6. пентапризма Ответ:

а - прямоугольная призма;

б - прямоугольная призма с крышей;

в - призма-ромб;

г - пентапризма;

д - призма Шмитда с крышей;

е - призма Лемана.

Примечание:

Название призм можно посмотреть в "Справочнике конструктора оптико-механических приборов" В.А. Панов, М.Я. Кругер и др. Л.

Машиностроение, 1980, стр. 170-180.

Для определения оборачивающего действия зеркал используют стрелки, направления которых в плоскости предмета совпадают с направлением осей X и Y.

Если после системы зеркал наблюдатель видит, что одна из стрелок изменила направление на противоположное, то имеет место зеркальное изображение (рисунок б).

При определении оборачивающего действия необходимо принимать во внимание условия наблюдения, свет должен идти на наблюдателя.

Если направления стрелок для наблюдателя не изменились, то имеет место прямое изображение.

Если наблюдатель видит, что обе стрелки изменили направление на противоположное, то имеет место полностью перевернутое изображение (рисунок в).

Вопрос Установите соответствие между оборачивающим действием и типом призмы.

1. прямое изображение 2. зеркальное изображение 3. полностью перевернутое Ответ:

призмы а, е дают зеркальное изображение;

призмы в, г - прямое изображение;

призмы б, д - полностью перевернутое изображение.

Примечание:

Работа призм рассмотрена в "Справочнике конструктора оптикомеханических приборов" В.А. Панов, М.Я. Кругер и др. Л.

Машиностроение, 1980, стр. 170-180.

Вопрос Призма должна изменить направление оптической оси на 90° и полностью перевернуть изображение. Какая из призм полностью выполнит эту задачу? Укажите правильный ответ.

Прямоугольная призма с двумя отражениями Прямоугольная призма с одним отражением Пента - призма с крышей Прямоугольная призма с крышей Ответ: прямоугольная призма с крышей.

Примечание:

Более подробно можно посмотреть в Справочнике конструктора оптико-механических приборов" В.А. Панов, М.Я. Кругер и др. Л.

Машиностроение, 1980, стр. 170-180.

Вопрос Укажите, в каких из указанных систем необходима крыша для получения полностью перевернутого изображения.

Решение:

Для получения полностью перевернутого изображения необходимо иметь нечетное число отражений луча в плоскости чертежа и в плоскости, перпендикулярной плоскости чертежа.

В системах а,б,в имеет место нечетное число отражений в плоскости чертежа, происходит оборачивание стрелки, параллельной оси Y. Для оборачивания стрелки, параллельной оси X, необходимо нанесение крыши.

В системе г происходит оборачивание обеих стрелок, поэтому крыша не нужна.

Ответ: крыши необходимы в системах а,б,в.

Вопрос Укажите, какая из призм должна стоять после объектива, чтобы получить в системе прямое изображение?

пентапризма с крышей пентапризма прямоугольная призма с крышей прямоугольная призма Решение:

Для того, чтобы получить в системе прямое изображение, необходимо, чтобы система призм давала полностью перевернутое изображение, т.к. объектив изображение переворачивает, а окуляр нет.

Чтобы получить нечетное количество отражений в плоскости чертежа, нужна поставить призму с четным числом отражений и изломом оптической оси 90°, такой призмой является пента - призма. Для оборачивания стрелки, параллельной оси X, нужна крыша.

Ответ: Пентапризма с крышей.

Вопрос Нужно ли наносить отражающее покрытие на гипотенузную грань прямоугольной призмы, если угол падения луча на входную грань призмы составляет = -5°, призма выполнена из стекла с показателем преломления n = 1,5. Укажите правильный ответ.

Решение:

Для того, чтобы дать ответ, нужно ли наносить отражающее покрытие или нет, необходимо определить угол падения луча на гипотенузную грань 2.

Для заданного значения угла 1=-5° имеем:

sin(5°)=nsin('1); '1=-3,33°.

Из чертежа следует:

-'1+2=45°, 2=45°+'1=41,67°.

sin(2)=0,665;

sin(пред)=1/n=0,667.

Если 2 больше или равно пред, то произойдет полное внутреннее отражение и нанесения отражающего покрытия не требуется.

Ответ: Покрытие требуется.

Вопрос Прямоугольная призма имеет ошибку угла 45o -. Определить возникающее из-за этого отклонение оптической оси. Укажите правильный ответ.

Решение:

Если угол наклона гипотенузной грани 45° -, то луч отклоняется на угол 90°-2. Следовательно, угол падения луча на выходную грань призмы будет 2.

Учитывая, что - угол маленький, можно закон преломления на выходной грани призмы записать как:

Ответ: 2n Вопрос Чему равно расстояние между объективом и призмой, если длина хода луча в призме равна 30 мм, толщина сетки 3 мм, показатель преломления стекла n = 1.5, величина z = 12 мм. Изображение находится на второй поверхности сетки, параметры объектива f' = мм, s'f' = 98.2 мм. Укажите правильный ответ.

Решение:

Расстояние между объективом и призмой определяется по следующей формуле:

dпр - длина хода луча в призме, nпр - показатель преломления стекла призмы.

dс - длина хода луча в сетке, nc - показатель преломления стекла сетки.

Ответ: 64.2 мм.

Вопрос Клин имеет преломляющий угол = 17°, выполнен из стекла с показателем преломления n = 1,5. Чему равен угол отклонения луча клином ?

Решение:

Угол отклонения луча клином равен:

где - преломляющий угол клина.

Ответ: 0,5°.

При вращени клина вокруг оптической оси изображение осевой точки описывает окружность с радиусом y', где Прямолинейное движение изображения с достаточной степенью точности может быть обеспечено двумя одинаковыми клиньями, вращаемыми в противоположных направлениях на равные углы.

При поступательном движении клина имеем:

Вопрос Два одинаковых клина поворачиваются вокруг оптической оси в противоположных направлениях на равные углы. Какое движение совершает осевая точка в плоскости изображения? Укажите правильный ответ.

движется прямолинейно движется по криволинейной траектории положение точки не меняется движется по окружности Ответ: движется прямолинейно.

Примечание:

Необходимо изучать работу клиньев. Литература: "Теория оптических систем". Авторы Заказнов И.П., С.И.Кирюшин, Кузичев В.Н..

СПб.:Издательство «Лань», 2008 г, стр. 80-82.

Вопрос Ахроматический клин, угол отклонения которого 1°, состоит из двух клиньев, выполненных из стекла К8 (ne = 1.5183, e = 63.84) и стекла ТФ1 (ne = 1.6522, e = 33.62). Чему равен преломляющий угол клина в градусах, изготовленного из стекла К8. Укажите правильный ответ.

Решение:

Условие ахроматизации клина: F' = C'. Углы отклонения луча для линий F' и C' должны быть одинаковыми.

Суммарный угол отклонения луча клином равен:

Принимая во внимание эти два условия, можно получить формулы для определения углов клина:

где n1, n2 - показатели преломления материалов клиньев для линии e или для основной длины волны, если рабочий спектральный диапазон отличается от видимого, 1, 2 - коэффициенты дисперсии материалов, из которых изготовлены клинья.

Ответ: 4,08.° Вопрос Линейное увеличение зеркала равно =-0,5, расстояние между предметом и изображением 300 мм. Чему равен радиус кривизны зеркала в вершине и какая форма поверхности должна быть, чтобы не было сферической аберрации. Укажите правильный ответ.

r = -200, зеркало параболическое r = 200, зеркало сферическое r = 400, зеркало эллептическое r = 400, зеркало эллептическое r = -500, зеркало гиперболическое Решение:

Формулы идеальной оптической системы для зеркал:

формула отрезков a' a f ' Решение задачи:

Решение системы уравнений дает результат: a = -600, a' = -300.

По формуле отрезков определяем f' = -200, следовательно r = -400.

Анаберрационные точки, т.е. точки без сферической аберрации, находятся в геометрических фокусах кривых 2-го порядка.

Следовательно, у сферы анаберрационные точки находятся в центре кривизны и = -1,0, у эллипса 0, у параболы = 0, у гиперболы Ответ: r=-400, зеркало эллептическое.

Вопрос Установите соответствие между формой апланатических линз и их линейным увеличением Решение:

В линзе а) первая поверхность концентрическая, осевая точка предмета совпадает с центром кривизны первой поверхности:

Вторая поверхность апланатическая, для нее справедливы формулы:

s = f(n'+n)/n, s' = r(n'+n)/n', 2 = n2.

Общее увеличение:

В линзе б) обе поверхности концентрические, для них Тогда и следовательно В линзе в) первая поверхность апланатическая, для нее вторая концентрическая, для нее Общее увеличение:

В линзе г) обе поверхности апланатические, тогда для первой поверхности будет а для второй общее увеличение Ответ:

а)=n, б)=1,0, в)=1/n, г)=1,0.

Вопрос Укажите, какие из асферических линз не имеют сферической аберрации для предмета, расположенного в бесконечности?

Ответ: а, в.

Вопрос Двухлинзовый склеенный ахроматический объектив имеет фокусное расстояние f' = 100 мм. Линзы изготовлены из стекла с показателями преломления n2 = 1.5, n3 = 1.6 и коэффициентами дисперсий 2 = 60, 3 =30. Определить фокусные расстояния линз. В ответе приведите наименьшее, по абсолютной величине, значение фокусного расстояния одной из линз.

Ответ: 50 мм.

Числовая апертура световода определяется по формуле:

где nc - показатель преломления ядра стержня, nu - показатель преломления оболочки.

Количество отражений для меридионального луча:

Длина хода луча в световоде (меридиональное сечение):

Вопрос Световод изготовлен из стекла с n = 1.8, а его оболочка имеет n = 1.5.

Определите числовую апертуру световода.

Ответ: 0.995.

Вопрос На рисунке показана цилиндрическая система, имеющая увеличение в меридиональном и сагиттальном сечениях м = -0.1, s = -3.

Расстояние между плоскостями предметов и изображений 330 мм.

Определите фокусные расстояния линз в меридиональном и сагиттальном сечениях. Толщинами линз пренебречь. Укажите правильный ответ.

f'м = 50.6 мм, f's = 30.1 мм f'м = 25.2 мм, f's = 40.6 мм f'м = 35.3 мм, f's = 70.1 мм f'м = 40.1 мм, f's = 60.4 мм Решение:

Расчет выполняется по известным формулам для центрированных систем, но для каждого сечения отдельно.

Ответ: f'м =27.3, f'з =61.9.

Проекционные системы служат для получения на экране действительных изображений предметов, освещенных лучами источника света. Проекция прозрачных предметов в проходящем свете называется диапроекцией, а непрозрачных в отраженном эпипроекцией. Изображение на экране должно иметь достаточную яркость. Из экспериментальных исследований установлено, что яркость экрана L при диапроекции должна быть от 20 до 50 кд/м 2.

Яркость любого экрана зависит от его отражающей способности и освещенности. Для диффузно отражающего экрана:

где - коэффициент отражения экрана (можно считать 0.8);

E- освещенность экрана. Следовательно, освещенность экрана должна при диапроекции быть 80200 лк.

Зная освещенность экрана и его площадь, можно определить световой поток Ф', падающий на экран из проекционной системы и, с учетом коэффициента полезного действия всей установки, полный световой поток, который должен иметь источник равен:

Для того, чтобы использовать этот поток наиболее рационально, используют одну из двух схем:

- осветительная система образует изображение источника света в кадровом окне;

- осветительная система образует изображение источника света во входном зрачке проекционного объектива.

В первом случае на экране одновременно получаются изображения диапозитива и источника света, поэтому тело накала в этом случае должно быть равномерно светящимся. Кроме того, в плоскости кадрового окна происходит концентрация энергии, что приводит к быстрому нагреву диапозитива. Все это ограничивает область применения этой схемы.

Рассмотрим подробно вторую схему В этом случае от каждой точки источника, независимо, насколько ярко она светится, свет равномерно освещает кадровое окно и попадает во входной зрачок проекционного объектива, что обеспечивает равномерность освещенности изображения.

Вопрос Проанализировав ход лучей в проекционных системах, определите, в какой из них система освещения осуществлена правильно, учитывая, что источник имеет неравномерную яркость. Объектив 1 считать тонким, входной зрачок находится на объективе, 2 - конденсор, D диафрагма, Э - экран.


Решение:

При диапроекции источник необходимо изображать либо в плоскости диапозитива (это можно делать, если источник имеет равномерную яркость), либо во входной зрачок проекционного объектива. При этом необходимо заполнять светом входной зрачок объектива для получения возможно большей освещенности экрана.

Ответ:

Известна формула, связывающая освещенность экрана с диаметром выходного зрачка проекционного объектива где р' - расстояние от зрачка до экрана - коэффициент пропускания системы L - яркость источника При этом, если зрачок заполнен светом не полностью, освещенность экрана уменьшается.

Вопрос Репродукционная система имеет = -5, длину 600 мм. Входной зрачок расположен на объективе и равен 50 мм. Чему равна задняя апертура.

Систему считать тонкой. Укажите правильный ответ.

Решение:

Задняя апертура - это A'=n'sin ', n'=1, sin'=D'/2a'.

Система тонка, следовательно, D' = D = 50 мм. Решив систему уравнений:

получаем a' = 500 мм, следовательно sin'=D'/2a'=500/(2·500)=0,05.

Ответ: 0,05.

Вопрос Для решения поставленной задачи требуется рассчитать объектив со следующими параметрами: f' = 220 мм, относительное отверстие 1:2,2, линейное поле в пространстве изображений 2y' = 110 мм. Укажите, какой из указанных объективов наилучшим образом подходит для решения задачи (нужно осуществить только пересчет на другое фокусное расстояние).

Решение:

При выборе объектива нужно исходить из следующего:

1) относительное отверстие рассчитываемого объектива должно быть меньше или равно относительному отверстию исходного. По относительному отверстию подходят 2 объектива: f' = 200; 1:2;

2 = 30° и f '= 100; 1:1.8; 2=25°.

2) угловое поле рассчитываемого объектива должно быть меньше или равно угловому полю исходного. Угловое поле рассчитываемого объектива tg = 27.5/110=0.25, 2= 28° 20'.

По угловому полю подходят 3 объектива: f' = 200; 1:2; 2 = 30°, f' = 150; 1:2.5; 2 = 35° и f' = 260; 1:2.3; 2 = 30°.

3) фокусное расстояние рассчитываемого объектива не должно отличаться от исходного больше чем в два раза. По фокусному расстоянию подходят 3 объектива: f' = 200; 1:2; 2 = 30°, f' = 150;

1:2.5; 2 = 35° и f' = 260; 1:2.3; 2 = 30°.

По всем трем параметрам подходит объектив со следующими характеристиками: f' = 200; 1:2; 2 = 30°.

Ответ: f' = 200; 1:2; 2 = 30°.

Вопрос Конденсор, выполненный из стекла с n = 1.5 в виде плосковыпуклой линзы с r2 = -20 мм, должен заполнить светом отверстие диаметром D = 20 мм. Размер тела накала источника 810 мм. Найти расстояние от конденсора до освещаемого отверстия.

Решение:

Расстояние от конденсора до освещаемого отверстия, считая, что там находится изображение источника, можно определить по известной формуле геометрической оптики Здесь - линейное увеличение конденсора, которое в нашем случае (из условия заполнения отверстия изображением источника берем меньшую сторону тела накала и учитываем, что увеличение должно быть со знаком "-", так как источник и его изображение должны быть действительными).

Так как f'к =40 мм (f'=-r2/(n-1)), то Ответ: 140 мм.

Вопрос В проекторе фокусное расстояние объектива f' = 85 мм, относительное отверстие 1:2, угловое поле 2 = 12°. Диаметр тела накала лампы 8,5 мм. Чему будет равна передняя апертура конденсора (приблизительно)? Укажите правильный ответ. Увеличение в зрачках p =1.0.

Решение:

Для осветительной системы проекционных приборов приблизительно выполняется инвариант:

где D - диаметр входного зрачка, 2 - угловое поле объектива, d размер (меньшая сторона) тела накаливания, k - передний апертурный угол конденсора.

Ответ: sink = 0. Вопрос Определите, из скольки линз со сферическими поверхностями надо делать конденсор диапроекционной установки, если для проекции диапозитива 912 мм используется объектив с f '= 35 мм и D:f' = 1:4, а в качестве источника лампа с телом накала 88 мм?

Решение:

Число линз конденсора со сферическими поверхностями определяется суммарным углом охвата конденсора 2(| к | + |' к |). Если он не превышает 30°, достаточно одной линзы, от 30° до 60° - надо две линзы, 60° -90° - три.

В нашем случае tg('к ) (0.5 диагонали кадра)/f'об = 0.214;

Так как следовательно, правильный ответ - 2.

Ответ: из двух линз.

Вопрос Определить освещенность экрана размером 600900 мм, если полезный световой поток лампы составляет 100 лм.

Решение:

Освещенность можно рассматривать, как поверхностную плотность светового потока. В нашем случае поток 100 лм приходится на экран площадью Отсюда Ответ:185 лк.

Вопрос Экран с коэффициентом отражения = 0.8 находится на расстоянии 3000 мм от проекционного объектива с выходным зрачком диаметром 30 мм. Какова будет яркость экрана, если используется лампа яркостью 3.5·106 кд/м2. Коэффициент пропускания установки принять равным 0.75.

Решение:

Яркость диффузно отражающего экрана связана с его освещенностью зависимостью Освещенность изображения, созданного оптической системой, определяется по формуле sin(') tg(') = (D' p /2)/p' = (30/2)/3000 = 0.005;

E = 0,75·3,14·3,5·10 6 ·0,0052 = 206 лк.

Следовательно:

L = 0.8·(206/3.14) = 52.2 кд/м 2.

Ответ: 52.5 кд/м 2.

Вопрос В прожекторе использована лампа, светящееся тело которой имеет форму шара с диаметром 4 мм. Полный световой поток составляет 6000 лм. Диаметр выходного зрачка прожектора 500 мм. Определить освещенность, которую создает прожектор на расстоянии 1 км, если коэффициент пропускания оптической оптической системы о.с = 0.8, а атмосферы атм = 0.6.

Решение:

Освещенность, которая создается в плоскости изображения, определяется по формуле где L - яркость источника, -коэффициент пропускания D-диаметр прожектора, р'-расстояние от прожектора до освещаемой площадки.

Яркость шарового источника света равна где Ф - полный световой поток, S - площадь проекции светящегося тела на плоскость, перпендикулярную к оптической оси.

В данном случае где d-диаметр источника.

Следовательно, освещенность будет равна прожектора. Если источник света плоский, тогда яркость источника определяется по формуле Дистанция оформления светового пучка прожектора Ро равна где f' - фокусное расстояние прожектора. Начиная с этого расстояния освещенность становится функцией расстояния р'.

где Iпр - сила света прожектора.

где ос - коэффициент пропускания оптической системы.

если тело накаливания плоское.

Ответ: 3.58 лк.

ТЕКУЩИЙ ТЕСТОВЫЙ КОНТРОЛЬ

Тема 2.1 Элементная база оптики. Часть Вопрос Установите соответствие между названиями призм и рисунками.

1. призма ромб 2. прямоугольная призма 3. пентапризма 4. призма Лемана 5. призма Шмидта с крышей 6. прямоугольная призма с крышей Ответ:

Вопрос Призма должна изменить направлнеие оптической оси на 90° и полностью перевернуть изображение. Какая из призм полностью выполнит эту задачу? Укажите правильный ответ.

Пентапризма с крышей Прямоугольная призма с крышей Прямоугольная призма с одним отражением Прямоугольная призма с двумя отражениями Ответ: Пентапризма с крышей.

Вопрос Укажите, какая из призм должна стоять после объектива, чтобы получить в системе прямое изображение?

пента призма с крышей прямоугольная призма с крышей прямоугольная призма Ответ: пентапризма с крышей.

Вопрос Нужно ли наносить отражающее покрытие на гипотенузную грань прямоугольной призмы, если угол падения луча на входную грань призмы составляет = -5°, призма выполнена из стекла с показателем преломления n = 1,5. Укажите правильный ответ.

Ответ: Да.

Вопрос Чему равно расстояние между объективом и призмой, если длина хода луча в призме равна 30 мм, толщина сетки 3 мм, показатель преломления стекла n = 1.5, величина z = 12 мм. Изображение находится на второй поверхности сетки, параметры объектива f' = 100 мм, S'f' = 98.2 мм. Укажите правильный ответ.

Ответ: 64.2 мм.

Вопрос Клин имеет преломляющий угол = 1°, выполнен из стекла с показателем преломления n = 1,5. Чему равен угол отклонения луча клином ?

Ответ: 0,5°.

Вопрос Два одинаковых клина поворачиваются вокруг оптической оси в противоположных направлениях на равные углы. Какое движение совершает осевая точка в плоскости изображения? Укажите правильный ответ.

движется прямолинейно движется по криволинейной траектории движется по окружности положение точки не меняется Ответ: движется прямолинейно.

Вопрос Линейное увеличение зеркала равно = -0,5, расстояние между предметом и изображением 300 мм. Чему равен радиус кривизны зеркала в вершине, и какая форма поверхности должна быть, чтобы не было сферической аберрации. Укажите правильный ответ.

r=200, зеркало сферическое r=-200, зеркало параболическое r=400, зеркало эллиптическое r=-500, зеркало гиперболическое r=-400, зеркало эллиптическое Ответ: r=-400, зеркало эллиптическое.

Вопрос Световод изготовлен из стекла с n = 1.7, а его оболочка имеет n = 1.5. Определите числовую апертуру световода.

Ответ: 0.8.

Вопрос На рисунке показана цилиндрическая система, имеющая увеличение в меридиональном и сагиттальном сечениях м = -0.1, s = -3. Расстояние между плоскостями предметов и изображений мм. Определите фокусные расстояния линз в меридиональном и сагиттальном сечениях. Толщинами линз пренебречь. Укажите правильный ответ.

Ответ: f'м = 27.3 мм, f's = 61.9 мм Вопрос Какие из линз имеют положительную сферическую аберрацию?

Ответ: б, г.

ПРОМЕЖУТОЧНАЯ АТТЕСТАЦИЯ

Основные сведения из геометрической оптики.

Элементная база оптики.Проекционные системы.

Вопрос Луч падает на плоское зеркало и отражается, отклонившись от первоначального направления на 45°. Зеркало повернули на 5°. На сколько изменится направление отраженного луча?

Ответ: 10°.

Вопрос Какое изображение дает система зеркал, показанная на рисунке?

Укажите правильный ответ:



Pages:   || 2 |
 


Похожие работы:

«СМОЛЕНСКИЙ ГУМАНИТАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Городниченко Эдуард Александрович ФИЗИОЛОГИЯ ПИТАНИЯ Учебно-методическое пособие (для студентов заочной формы обучения, обучающихся по специальности 260501.65 Технология продуктов общественного питания) Смоленск, 2008 1. СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ Тема 1. Основы физиологии человека Лекция 1. Онтогенетические закономерности формирования организма человека. Механизмы регуляции физиологических функций. Обмен веществ и энергии – основа жизнедеятельности...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ, МЕХАНИКИ И ОПТИКИ И.А. Бессмертный ИСКУССТВЕННЫЙ ИНТЕЛЛЕКТ Учебное пособие Санкт-Петербург 2010 И.А.Бессмертный. Искусственный интеллект – СПб: СПбГУ ИТМО, 2010. – 132 с. Настоящее учебное пособие разработано в рамках дисциплины Искусственный интеллект, преподаваемой на кафедре вычислительной техники СПбГУИТМО и включает в себя...»

«В.А. ЛОТОВ ТЕХНОЛОГИЯ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ СИЛИКАТНЫХ ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМ ТОМСК-2006 Федеральное агенство по образованию Томский политехнический университет В.А. Лотов Технология материалов на основе силикатных дисперсных систем ИЗДАТЕЛЬСТВО ТПУ Томск 2006 2 УДК 541.182: 666.3.8/34:536.4:666.942/9.017 Лотов В.А. С24 Технология материалов на основе силикатных дисперсных систем. – Томск: Изд-во ТПУ, 2006.-202 с. Методическое пособие содержит шесть разделов, в которых излагаются новые теоретические...»

«1 Министерство образования Российской Федерации Ростовский Государственный Университет Механико-маттематический факультет Кафедра геометрии Казак В.В. Практикум по аналитической геометрии для студентов первого курса физического факультета Элементы линейной алгебры и аналитической геометрии г.Ростов-на-Дону 2003г. 2 Содержание стр. 1. Введение..3 2. §1 Решение систем линейных уравнений (СЛУ). Определители 2-го и 3-го порядков. Формулы Крамера. Метод Гаусса. 3. §2 Прямая линия на плоскости... 4....»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования УЛЬЯНОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ В. Е. Быстрицкий, С. В. Поляков, А. Ш. Хусаинов ПРОЕКТИРОВАНИЕ АВТОМОБИЛЕЙ В УСЛОВИЯХ ИННОВАЦИИ Учебное пособие Допущено УМО вузов РФ по образованию в области транспортных машин и транспортно-технологических комплексов в качестве учебного пособия для студентов вузов, обучающихся по...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования ПЕНЗЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СОПРОТИВЛЕНИЕ МАТЕРИАЛОВ Методические указания к лабораторным работам Часть 2 ПЕНЗА 2011 МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Пензенский государственный университет (ПГУ) Сопротивление материалов Методические указания к...»

«Министерство образования Российской Федерации _ Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт) А.В. Благин ФИЗИКА ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ГЛАВЫ Учебное пособие к изучению курса Новочеркасск 2003 2 ББК 22.3 УДК 530.1 (075.8) Благин А.В. Физика. Дополнительные главы. Учебное пособие к изучению курса/Южно-Российский гос. техн. ун-т: Изд-во ЮРГТУ, Новочеркасск, 2003. 160 с. Пособие составлено с учетом требований государственных образовательных стандартов...»

«ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ АЭРОКОСМИЧЕСКОГО ПРИБОРОСТРОЕНИЯ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЭЛЕКРОТЕХНИКИ И ОСНОВЫ ТЕОРИИ ЦЕПЕЙ Методические указания к выполнению лабораторных работ № 1, 2, 3, 4 Санкт-Петербург 2008 Составители: С.И. Бардинский, Т.Д. Браво, Г.Г. Рогачева, Л.Б. Свинолобова Рецензенты: кафедра электромеханических и робототехнических систем; канд. техн....»

«Федеральное агентство по образованию САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ П. А. Жилин ПРИКЛАДНАЯ МЕХАНИКА ТЕОРИЯ ТОНКИХ УПРУГИХ СТЕРЖНЕЙ Учебное пособие Санкт-Петербург Издательство Политехнического университета 2007 Федеральное агентство по образованию САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ П. А. Жилин ПРИКЛАДНАЯ МЕХАНИКА ТЕОРИЯ ТОНКИХ УПРУГИХ СТЕРЖНЕЙ Учебное пособие Санкт-Петербург Издательство Политехнического университета УДК 539.3...»

«КАЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТЕМЫ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ, КУРСОВЫХ И ДИПЛОМНЫХ РАБОТ ПО ГЕОМЕТРИИ Учебно-методическое пособие Казань 2009 ПЕЧАТАЕТСЯ ПО РЕШЕНИЮ УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЙ КОМИССИИ МЕХАНИКО-МАТЕМАТИЧЕСКОГО ФАКУЛЬТЕТА КГУ Составители: д-р физ.-мат. наук Шурыгин В.В., канд. физ.-мат. наук Игудесман К.Б., канд. физ.-мат. наук Малахальцев М.А., канд. физ.-мат. наук Сосов Е.Н., канд. физ.-мат. наук Фомин В.Е. Научный редактор: канд. физ.-мат. наук Игудесман К.Б....»

«Министерство образования Республики Беларусь Учреждение образования Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники Кафедра производственной и экологической безопасности И.С. Асаенок, Т.Ф. Михнюк ОСНОВЫ ЭКОЛОГИИ И ЭКОНОМИКА ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЯ Учебное пособие к практическим занятиям для студентов экономических специальностей БГУИР всех форм обучения Минск 2004 УДК 574 (075.8) ББК 20.18 я 7 А 69 Рецензент зав. кафедрой экономики А. В. Сак Асаенок И.С. А 69 Основы экологии и...»

«И.С. Загузов, В.Н. Головинский, А.Ф. Федечев ВВЕДЕНИЕ В СПЕЦИАЛЬНОСТЬ (МЕХАНИКА) ЧАСТЬ II. МЕХАНИКА ДЕФОРМИРУЕМОГО ТВЕРДОГО ТЕЛА Самара 2002 МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Кафедра математического моделирования в механике И.С. Загузов, В.Н. Головинский, А.Ф. Федечев ВВЕДЕНИЕ В СПЕЦИАЛЬНОСТЬ (МЕХАНИКА) ЧАСТЬ II. МЕХАНИКА ДЕФОРМИРУЕМОГО ТВЕРДОГО ТЕЛА Учебное пособие для студентов механико-математического факультета специальностей механика,...»

«Сопротивление материалов (для бакалавров) МЕХАН ТЕЛА ГО ИК ДО А ЕР ЕФ Д ТВ ОР МИР ГО УЕМО Хабаровск 2012 Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Тихоокеанский государственный университет СОПРОТИВЛЕНИЕ МАТЕРИАЛОВ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ И КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ к изучению курса для бакалавров Хабаровск Издательство ТОГУ УДК 531:624. Сопротивление материалов : методические указания и...»

«1 МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ, МЕХАНИКИ И ОПТИКИ О. А. Цуканова, А. В. Варзунов СЕТЕВАЯ ЭКОНОМИКА Учебное пособие Санкт-Петербург 2008 2 ББК Цуканова О. А., Варзунов А. В. Сетевая экономика: Учебное пособие. – СПб.: СПб ГУИТМО, 2008. – 64 с. Учебное пособие разработано в соответствие с программой дисциплины Сетевая экономика и предназначено для студентов всех...»

«Министерство образования и науки РФ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Ухтинский государственный технический университет (УГТУ) В. П. Пятибрат, В. А. Соколов ТОЧНЫЕ РЕШЕНИЯ НЕКОТОРЫХ ЗАДАЧ УПРУГОГО РЕЖИМА ФИЛЬТРАЦИИ ДЛЯ ЛИНЕЙНЫХ НЕФТЯНЫХ И ГАЗОВЫХ ПЛАСТОВ В РАМКАХ ЗАКОНА ФИЛЬТРАЦИИ ДАРСИ Учебное пособие Рекомендовано Государственным образовательным учреждением высшего профессионального образования Санкт-Петербургский государственный горный институт...»

«МиниСтерСтво здравоохранения и Социального развития роССийСкой Федерации Санкт-ПетербургСкая МедицинСкая акадеМия ПоСледиПлоМного образования Г. С. Баласанянц, Д. С. Суханов, Д. Л. Айзиков ПОБОЧНЫЕ ДЕЙСТВИЯ ПРОТИВОТУБЕРКУЛЕЗНЫХ ПРЕПАРАТОВ И МЕТОДЫ ИХ УСТРАНЕНИЯ Учебное пособие Издание второе, дополненное Санкт-Петербург 2011 УДК 616.24-002.5:615.2 ББК 52.81 Б 20 Баласанянц Г. С., Суханов Д. С., Айзиков Д. Л. Побочные действия противотуберкулезных препаратов и методы их устранения: Учебное...»

«ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Уральский государственный университет им. А.М. Горького ИОНЦ Физика в биологии и медицине Биологический факультет Кафедра физиологии и биохимии растений УМКД ФОТОСИНТЕЗ Методические указания к изучению дисциплины Екатеринбург 2008 Введение Методические указания к изучению дисциплины Фотосинтез составлены с целью оптимизации временных затрат студентов в процессе освоения данного...»

«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Факультет прикладной математики – процессов управления С. А. КУТУЗОВ, М. А. МАРДАНОВА, Л. П. ОСИПКОВ, В. Н. СТАРКОВ ПРОБЛЕМЫ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ КОСМИЧЕСКИХ СИСТЕМ Учебное пособие Санкт-Петербург 2009 УДК 551.324:532:517.9 П78 Р е ц е н з е н т ы : д-р физ.-мат. наук, проф. В.Ф. Зайцев (Рос. гос. пед. ун-т им. А.И. Герцена); канд. физ.-мат. наук, доц. В.А. Баринов (Тюменский гос. ун-т); канд. физ.-мат. наук, доц. Н.А. Степенко...»

«Методические рекомендации по использованию набора ЦОР Химия для 11 класса Авторы: Черникова С. В., Федорова В. Н. Тема 1. Строение атома Урок 1. Атом – сложная частица Цель урока: на основе межпредметных связей с физикой рассмотреть доказательства сложности строения атома, модели строения атома, развить представления о строении атома. На данном уроке учитель актуализирует знания учащихся об атоме, для чего организует изучение и обсуждение ЦОР Развитие классической теории строения атома...»

«УЧЕБНЫЙ КУРС по актуальным вопросам внедрения новых организационно-финансовых механизмов в сфере профессионального образования УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ВКЛЮЧАЕТ: Пояснительную записку к учебному курсу, в том числе: обоснование актуальности курса, цели и задачи курса, описание целевой аудитории, форм и методов работы со слушателями, характеристику результатов обучения; Учебный план с разбивкой по темам курса и формам работы со слушателями; Перечень нормативных правовых документов,...»






 
© 2013 www.diss.seluk.ru - «Бесплатная электронная библиотека - Авторефераты, Диссертации, Монографии, Методички, учебные программы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.