第一篇：2012級光學(xué)設(shè)計題DOC

2012級光學(xué)設(shè)計性實(shí)驗(yàn)題目

設(shè)計性選題說明

光學(xué)實(shí)驗(yàn)最后一部分是設(shè)計性實(shí)驗(yàn)。以下就題目的選擇、實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行說明如下：

1、從下列題目中每個學(xué)生任選一個實(shí)驗(yàn)題目，每題人數(shù)給定。6月6日（周五）下午1：30至4：00提交實(shí)驗(yàn)方案，經(jīng)指導(dǎo)教師審閱批準(zhǔn)后開始進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，沒有提交實(shí)驗(yàn)方案或?qū)嶒?yàn)方案不合格的學(xué)生不允許進(jìn)行設(shè)計性實(shí)驗(yàn)。戴瑞：光學(xué)一室； 陸子鳳：光學(xué)二室 ； 李金環(huán)：光學(xué)三室； 張瑛：光學(xué)準(zhǔn)備室。

2、實(shí)驗(yàn)分成四個組，1組周一（6月9號）、2組周二（6月10號）、3組周三（6月11號）、4組周五（6月13號）。下午12:30---17:30；

3、制定方案時，要發(fā)揮獨(dú)創(chuàng)精神，根據(jù)題目要求選擇適當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)方法、儀器（精度、型號）、安排適當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)步驟及注意事項(xiàng)。方案必須認(rèn)真手寫到實(shí)驗(yàn)報告上，不得抄襲；

4、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時，要注意分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并與預(yù)期結(jié)果進(jìn)行比較，分析實(shí)驗(yàn)中的問題，適當(dāng)?shù)馗倪M(jìn)實(shí)驗(yàn)方案，使實(shí)驗(yàn)獲得比較理想的結(jié)果；

5、實(shí)驗(yàn)誤差分析結(jié)果的評價以及對實(shí)驗(yàn)的進(jìn)一步的探討，是設(shè)計性實(shí)驗(yàn)的重要內(nèi)容；

6、實(shí)驗(yàn)后寫出完整的實(shí)驗(yàn)報告；

7、計性實(shí)驗(yàn)的心得體會要實(shí)事求是的寫，要有重點(diǎn)并具體的議論一、二個問題，防止空談，特別希望提出具體的改進(jìn)意見和對教師的期望。

8、實(shí)驗(yàn)前提出需要儀器及材料的詳細(xì)計劃，實(shí)驗(yàn)室提供現(xiàn)有的儀器設(shè)備供同學(xué)選用，如有特殊儀器使用要求，需要提前向老師說明。注意愛護(hù)和保管好儀器，如有損壞或丟失要及時報告老師處理；

9、設(shè)計性實(shí)驗(yàn)主要參考書：光學(xué)教程 姚啟鈞著；普通物理實(shí)驗(yàn)（光學(xué)）楊述武；

9、實(shí)驗(yàn)題目J1－J10由李金環(huán)老師指導(dǎo)，L1－L7由陸子鳳老師指導(dǎo)，Z1－Z8由張瑛老師指導(dǎo)；D1—D2由戴瑞老師指導(dǎo)。

10、時間要求：請選好題目，每人1題，并于5月28（周三）日下午由各班負(fù)責(zé)人將選題名單上交給張瑛老師。

J李金環(huán)老師的設(shè)計實(shí)驗(yàn)題目

（J實(shí)驗(yàn)一 to J實(shí)驗(yàn)八）（13人）

J實(shí)驗(yàn)一 光盤性質(zhì)研究（1人）

目的：

（一）了解光盤CD，VCD，DVD的構(gòu)成及光學(xué)性質(zhì)；

（二）學(xué)會解釋出現(xiàn)的光學(xué)現(xiàn)象； 要求：

（一）設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案，推導(dǎo)出實(shí)驗(yàn)的原理和公式，畫出光路圖；

（二）使用多種方法進(jìn)行測量；

（三）光盤的刻線走向及刻線密度。提示：

（一）利用光的衍射特性； 問題：

（一）將研究的結(jié)果進(jìn)行比較。

J實(shí)驗(yàn)二 光譜分析及柯西色散公式研究（1人）

目的：

（一）研究光譜分析的基本方法；

（二）進(jìn)一步研究棱鏡色散曲線；

（三）研究正常色散曲線—柯西公式。要求：

（一）設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案，推導(dǎo)出實(shí)驗(yàn)的原理和公式，畫出光路圖；

（二）分析不同玻璃棱鏡的色散曲線，確定實(shí)驗(yàn)室使用棱鏡的制作材料；

（三）用計算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)及圖形處理； 提示：

（一）可利用最小偏向角；

（二）選擇不同光源進(jìn)行比較分析。

J實(shí)驗(yàn)三 空間濾波對光柵性質(zhì)的探討（2人）

目的：

（一）掌握制作光柵的方法；

（二）探討光柵不同頻率衍射光的性質(zhì)；

（三）了解空間濾波的原理。要求：

（一）自己設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案，畫出光路圖；

（二）推導(dǎo)出雙光束干涉的公式；

（三）推導(dǎo)出正弦光柵的衍射方程；

（四）討論光強(qiáng)對條紋對比度的影響。提示：

（一）利用干涉和衍射；

（二）空間濾波。問題：

（一）怎樣得到對比度好的條紋？

J實(shí)驗(yàn)四 定域與非定域干涉的研究（1人）

目的：

（一）進(jìn)一步了解干涉的原理；

（二）定域干涉與非定域干涉的形成；

（三）掌握邁克爾遜干涉儀的調(diào)節(jié)和使用。要求：

（一）設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案，推導(dǎo)出實(shí)驗(yàn)的原理和公式，畫出光路圖。提示：

（一）光的干涉； 問題：

（一）什么是定域干涉，非定域干涉，兩者的本質(zhì)區(qū)別；

（二）用非定域干涉測量光源的波長。

J實(shí)驗(yàn)五 光源相干長度的測量（1人）

目的：

（一）進(jìn)一步了解相干長度的概念；

（二）研究不同光源相干性；

（三）掌握邁克爾遜干涉儀的調(diào)節(jié)和使用。要求：

（一）設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案，推導(dǎo)出實(shí)驗(yàn)的原理和公式，畫出光路圖。

（二）測量不同光源的相干長度（白光，鈉燈，汞燈中的某個波長）提示：

（一）光的干涉；

（二）定域干涉或者非定域干涉均可。

問題：

（一）什么是相干長度；

（二）不同光源的相干長度。

J實(shí)驗(yàn)六 光學(xué)系統(tǒng)像差研究（2人）

目的：

（一）進(jìn)一步了解像差理論，對各種像差作定量和定性的研究； 要求：

（一）設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案，推導(dǎo)出實(shí)驗(yàn)的原理和公式，畫出光路圖；

（二）測量出球差，像散；

（三）觀察場曲和畸變；

（四）測量色差；

（五）畫出觀察到的像差圖形。提示：

（一）可以用朗契光柵考察各種像差。問題：

（一）分析各種像差的來源及解決辦法。

J實(shí)驗(yàn)七 不同方法測量鈉雙線的波長間隔（1人）

目的：

（一）測鈉燈光源中雙線的波長間隔；

（二）深入理解干涉原理 要求：

（一）熟練調(diào)節(jié)和使用邁克爾遜干涉儀

（二）熟練調(diào)節(jié)和使用法布里-珀羅干涉儀 問題：

（一）如何迅速正確地在邁克爾遜干涉儀上調(diào)出白光的干涉條紋？

（二）如何確定兩束光等光程？

J實(shí)驗(yàn)八 用光學(xué)掃描法測量金屬桿直徑（1人）

目的：

（一）用不同的方法測量金屬桿的直徑；

（二）用激光掃描測量金屬桿直徑 要求：

（一）幾何陰影是如何確定的；

（一）試分析光線經(jīng)過金屬桿表面是怎樣傳播的。

（二）如何得到測量金屬桿較好的實(shí)驗(yàn)效果？

提示：

單邊衍射原理

J實(shí)驗(yàn)九 莫爾條紋原理及應(yīng)用(1人)目的：

（一）了解莫爾條紋的原理；

（二）了解莫爾條紋的應(yīng)用及光柵傳感器的原理；

（三）用莫爾條紋測量微小偏角 要求：

設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案，推導(dǎo)出實(shí)驗(yàn)的原理和公式，畫出光路圖。

J實(shí)驗(yàn)十 生活中的偏振光及檢測(1人)

目的：

（一）掌握光的偏振原理；

（二）檢測生活中的偏振光；

（三）了解偏振光的應(yīng)用。要求：

設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案，推導(dǎo)出實(shí)驗(yàn)的原理和公式，畫出光路圖。

J實(shí)驗(yàn)十一 雙光柵衍射成像研究(1人)

目的：

（一）掌握光柵的衍射原理；

（二）應(yīng)用光柵衍射成像 要求：

設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案，推導(dǎo)出實(shí)驗(yàn)的原理和公式，畫出光路圖。

L陸子鳳老師的設(shè)計實(shí)驗(yàn)題目

（L實(shí)驗(yàn)一to L實(shí)驗(yàn)七）（12人）

L實(shí)驗(yàn)一 ：自組望遠(yuǎn)鏡和顯微鏡（2人）

目的：

（一）了解望遠(yuǎn)鏡和顯微鏡的基本原理與結(jié)構(gòu)；

（二）學(xué)習(xí)組裝望遠(yuǎn)鏡和顯微鏡，掌握他們的使用方法；

（三）了解助視儀器的視角放大率和測量方法； 要求：

（一）根據(jù)望遠(yuǎn)鏡（顯微鏡）的基本原理與結(jié)構(gòu)，確定光學(xué)元件的具體參數(shù)（如焦距大小）；

（二）設(shè)計方案，搭建一個望遠(yuǎn)鏡（顯微鏡）實(shí)驗(yàn)光路，繪出其光路圖

（三）組裝不同視角放大率的顯微鏡，并利用比較法，以微小物體例如（微尺）為物，驗(yàn)證顯微鏡的放大率；分別用比較法和工時法測量組裝望遠(yuǎn)鏡的視角放大率 提示：

望遠(yuǎn)鏡是物鏡的像方焦點(diǎn)與目鏡的物方焦點(diǎn)重合的光學(xué)系統(tǒng)。詳見《光學(xué)教程》姚啟鈞，高教出版社。組裝顯微鏡前，一定想好顯微鏡的放大率如何確定計算，通過放大率的計算確定筒長。

L實(shí)驗(yàn)二：用邁克爾遜干涉儀測白光光源的相干長度和薄玻璃片的折射率（2人）

目的：

（一）利用邁克爾遜干涉儀測白光光源的相干長度和薄玻璃片的折射率

（二）深入理解等傾和等厚干涉原理 要求：

（一）熟練調(diào)節(jié)和使用邁克爾遜干涉儀

（二）掌握測定玻璃折射率的原理和方法 問題：

（一）如何迅速正確地在邁克爾遜干涉儀上調(diào)出白光的干涉條紋？

（二）如何確定兩束光等光程？

L實(shí)驗(yàn)三： 偏振光特性的研究（時間剩余要求自制色偏振儀）（1人）

目的：

（一）學(xué)習(xí)用光電轉(zhuǎn)換的方法測定相對光強(qiáng), 驗(yàn)證馬呂斯定律。

（二）研究1/4波片的光學(xué)特性

（三）研究半導(dǎo)體激光器的偏振特性（測出其偏振度）

（四）研究物質(zhì)的旋光特性

（五）觀察石英晶體的旋光特性和測量旋光度

（六）觀察旋光色散，并解釋現(xiàn)象 要求：

（一）掌握各種偏振光的特性。

（二）學(xué)會辨別各種偏振光。

（三）了解偏振光干涉和雙折射現(xiàn)象。提示：

用偏振光干涉原理解釋雙折射現(xiàn)象。用白光做光源，在兩個正交偏振片之間插入一塊雙折射物質(zhì)，從檢偏器一端迎光看去，可以看到偏振光干涉產(chǎn)生的顏色，用觀察到的現(xiàn)象來解釋雙折射現(xiàn)象。問題：

（一）什么是互補(bǔ)色？

（二）用偏振光理論來解釋實(shí)驗(yàn)中的互補(bǔ)色現(xiàn)象。

L實(shí)驗(yàn)四

編碼片的攝制及空間慮波實(shí)驗(yàn)研究（2人）

目的：

（一）學(xué)會用干涉原理制作?調(diào)制光柵圖片。

（二）了解空間慮波，空間頻譜等基本概念，基本知識。要求：

（一）設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案，擬定實(shí)驗(yàn)方法和步驟，攝制正交光柵及?調(diào)制光柵圖片。

（二）設(shè)計空間濾波實(shí)驗(yàn)裝置，畫出光路圖，調(diào)節(jié)光路，觀察?調(diào)制光柵圖片以過濾波后所成象的變化情況并加以解釋。

提示：

掌握光學(xué)傅立葉變換，用阿貝二次成像原理解釋試驗(yàn)中遇到的現(xiàn)象。了解各種濾波器對圖像質(zhì)量的影響 問題：

（一）在?調(diào)制中物面上沒有光柵的地方原來都是透明的但像面上相應(yīng)部位卻是暗黑的，為什么

（二）鈉光或白光進(jìn)行阿貝實(shí)驗(yàn)有何困難，實(shí)驗(yàn)光路應(yīng)怎樣變動

L實(shí)驗(yàn)五：雙棱鏡干涉的深入研究（2人）

目的：

（一）進(jìn)一步掌握雙棱鏡的干涉原理及調(diào)節(jié)方法；

（二）測定兩虛光源之間的距離與狹縫-雙棱鏡間距之間的關(guān)系。要求：

（一）實(shí)驗(yàn)測量雙棱鏡的楔角，并比較角度不同干涉現(xiàn)象的差異；

（二）用多種方法測量兩虛光源之間的距離，并比較優(yōu)缺點(diǎn)；

（三）測定兩虛光源之間的距離與狹縫-雙棱鏡間距之間的關(guān)系曲線；

（四）利用雙棱鏡干涉觀察He-Ne激光的干涉條紋，并測量氦氖光的波長； 提示：

如何調(diào)節(jié)氦氖光的干涉條紋，以及如何測量其波長，請自性參考《物理實(shí)驗(yàn)》2007年，27卷，第7期34-35頁！

L實(shí)驗(yàn)六：一步彩虹全息（2人）

目的：

（一）了解白光再現(xiàn)全息照相的基本原理，學(xué)習(xí)拍攝一步彩虹全息圖和觀察再現(xiàn)圖像的方法

（二）了解一步彩虹全息圖與普通全息圖有何區(qū)別和聯(lián)系 要求：

（1）一步彩虹全息圖的記錄和再現(xiàn)景象的基本原理。

（2）拍攝全息圖的技術(shù)要求和有關(guān)注意事項(xiàng)。（3）了解并掌握一步彩虹全息的實(shí)驗(yàn)光路圖。

（4）掌握像面全息和一步彩虹全息實(shí)驗(yàn)光路以及再現(xiàn)像的區(qū)別和聯(lián)系。

提示：

拍攝一步彩虹全息圖，物置于透鏡物方焦距（ｆ≈１０ｃｍ）以外。在屏上出現(xiàn)適當(dāng)大小的清晰物像之后，再把干版架向前（或向后）挪動３ｍｍ～１０ｍｍ。緊靠透鏡置一約５ｍｍ寬的縫光欄，調(diào)節(jié)物光和參考光強(qiáng)度適當(dāng)后即可拍攝，或在教師指導(dǎo)下，拍攝一張像平面全息圖。

L實(shí)驗(yàn)七：自制旋光儀測定糖溶液的濃度（時間剩余要求自制色偏振儀）（1人）

目的：

1．觀察線偏振光通過旋光物質(zhì)所發(fā)生的旋光現(xiàn)象 2．了解右旋體、左旋體旋光物質(zhì)

3．掌握用旋光儀測定溶液或液體物質(zhì)的旋光度的方法

要求；

1．配置一定濃度的糖溶液（最好理論計算出該溶液的濃度，以和測量值比較）2．組裝旋光儀和測定旋光率

（1）樣品管的充填

（2）儀器零點(diǎn)的校正和半暗位置的識別（3）樣品旋光度的測定

3．注意事項(xiàng)

（1）溶液注滿試管，兩端不能有氣泡。

（2）試管兩端均應(yīng)擦干凈方可放入旋光儀。

（3）在測量中應(yīng)維持溶液溫度不變。

（4）試管中溶液不應(yīng)有沉淀，否則應(yīng)更換溶液。

Z張瑛老師的設(shè)計實(shí)驗(yàn)題目

（Z實(shí)驗(yàn)一to Z實(shí)驗(yàn)八）（13人）

Z實(shí)驗(yàn)一 光柵特性的研究（2人）

目的：

（一）熟悉分光計的構(gòu)造和調(diào)節(jié)原理

（二）深入研究光柵的光學(xué)特性 要求：

（一）推導(dǎo)出最小偏向角位置上的光柵方程

（二）在平行光斜入射的條件下，測量光柵常數(shù)和未知光波波長。

（三）測出左右兩側(cè)光譜的非對稱分布規(guī)律。

（四）利用光柵測量普朗克常數(shù)和里德伯常數(shù)。提示：

利用汞光源和最小偏向角位置上的光柵方程求光柵常數(shù)和未知光波的波長。利用氫光源測量普朗克常數(shù)和里德伯常數(shù)。

Z實(shí)驗(yàn)二 液體折射率測量方法的比較研究（2人）

目的：

（一）研究用多種方法測量液體的折射率

（二）分析各種方法的適應(yīng)范圍。要求：

（一）設(shè)計三種測量液體折射率的方法

（二）實(shí)測三種液體的折射率

（三）分析各種方法的特點(diǎn)及誤差 提示：

設(shè)計三種在實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有條件下可完成的測量液體折射率的方案，不包括基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)中已用過的方法和中學(xué)實(shí)驗(yàn)中過于簡單的方法。

Z實(shí)驗(yàn)三 用 F—P干涉儀測量激光的波長（1人）

目的：

（一）熟悉 F—P干涉儀的原理及調(diào)節(jié)方法

（二）測量激光的光波波長 要求：

（一）調(diào)出標(biāo)準(zhǔn)的等傾干涉花樣

（二）用普通方法測量未知光波的波長

（三）在厚度不變的條件下，測量激光的光波波長 提示：

在汞光源前放上濾光片，先調(diào)出綠光條件下標(biāo)準(zhǔn)的等傾干涉花樣，測出第k級及第k-3圓環(huán)的直徑。然后換上激光光源，保持膜厚度不變，用同樣的方法測出第k級及第k-3圓環(huán)的直徑，代入公式即可出激光波長。

Z實(shí)驗(yàn)四 反射式白光再現(xiàn)全息照相（1人）

目的：

（一）進(jìn)一步理解白光再現(xiàn)全息照相的原理

（二）熟悉白光再現(xiàn)全息照相光路 要求：

（一）設(shè)計兩種拍攝白光再現(xiàn)全息照相的光路。

（二）利用兩種光路分別拍攝兩張反射式全息圖。

（三）與普通全息照相比較有何異同點(diǎn)； 提示：

在各種實(shí)驗(yàn)講義中查閱原理部分，設(shè)計兩種拍攝反射式白光再現(xiàn)全息的光路，在實(shí)驗(yàn)中分別用兩種光路拍攝反射式白光再現(xiàn)全息圖。

Z實(shí)驗(yàn)五：用法布里干涉儀測量鈉雙線的波長差及膜厚度（1人）

目的：

（一）掌握法布里—珀羅干涉儀的調(diào)節(jié)方法

（二）通過法布里—珀羅干涉儀測定鈉黃雙線的波長差

（三）膜厚d的測量。要求：

（一）設(shè)計方案，寫出測量原理和測量公式，擬定實(shí)驗(yàn)步驟，測定鈉黃雙線的波長差；

（二）測定膜厚d；

（三）比較邁克爾遜干涉儀與法布里—珀羅干涉儀的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的區(qū)別。提示：

鈉光源是由兩種波長的光組成，它的波長值是平均波長值。由于法布里的分辨率非常高，能夠把這兩種波長的光所形成的干涉花樣分開，我們利用這一現(xiàn)象來求兩光之間的波長差。

Z實(shí)驗(yàn)六

全息波帶片的制作（2人）

目的：

（一）掌握制作全息波帶片的原理。

（二）學(xué)會制作全息波帶片的方法。

（三）觀察全息波帶片的成像特點(diǎn)。要求：

（一）設(shè)計兩種制作全息波帶片的光路。

（二）攝制不同焦距的全息波帶片。

（三）觀察全息波帶片具有的透鏡成像規(guī)律。

（四）討論全息波帶片的成像和玻璃透鏡成像相比的優(yōu)缺點(diǎn)。提示：

以全息照相原理為基礎(chǔ)，自行設(shè)計兩種拍攝全息波帶片的光路。用兩種光路拍攝出不同焦距的全息波帶片，并用不同的方法測量其焦距。

Z實(shí)驗(yàn)七 用干涉法測量金屬絲的線脹系數(shù)（2人）

目的：

（一）掌握用干涉法測量線脹系數(shù)的原理。

（二）學(xué)會用光學(xué)的方法測量金屬絲的線脹系數(shù)。要求：

（一）推導(dǎo)出測量金屬絲線脹系數(shù)的公式。

（二）研究出具體的切實(shí)可行的測量方案。

（三）制定出給金屬絲加熱的方法。

提示：

用兩塊平板玻璃與待測金屬絲制成空氣劈尖，用鈉光照射劈尖時，分別測得金屬細(xì)絲在常溫和高溫下的干涉條紋寬度及高溫時的溫度，利用推導(dǎo)出的線脹系數(shù)公式可求出金屬絲的線脹系數(shù)。

Z實(shí)驗(yàn)八 高亮度LED光源在光學(xué)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用（2人）

目的：

（一）掌握LED白光源的發(fā)光原理。

（二）了解LED白光源的發(fā)光特點(diǎn)及與普通白熾光源的區(qū)別。要求：

（一）研究LED白光源的光譜特性。

（二）用LED白光源在三個基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)題目中研究其發(fā)光特點(diǎn)。

（三）與普通白熾光源、節(jié)能燈白光源作比較，分別論述各種白光源的特點(diǎn)。

提示：

自選在三個基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)中運(yùn)用LED白光源代替白熾光源，通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)說明LED白光源與普通白熾光源有何異同，概括總結(jié)出LED光源的綜合特性。

戴瑞老師設(shè)計實(shí)驗(yàn)題目

（D實(shí)驗(yàn)一 to D二實(shí)驗(yàn)）

D實(shí)驗(yàn)一 設(shè)計實(shí)驗(yàn)探討單透鏡及光具組主平面成像性質(zhì)（1人）

目的：

（一）掌握主平面成像性質(zhì)；

（二）實(shí)驗(yàn)上觀察到單透鏡主平面上成像.要求：

（一）理論推導(dǎo)單透鏡及光具組主平面成像的橫向放大率；

（二）設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案觀察單透鏡主平面上成像，畫光路圖；

（三）設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案計算光具組主平面上成像的橫向放大率，畫光路圖.提示：

（一）借助輔助透鏡成像.D實(shí)驗(yàn)二 探討確定波片光軸的實(shí)驗(yàn)方法（2人）

目的：

（一）掌握不同偏振態(tài)的光通過波片后偏振態(tài)的變化；

（二）探討確定波片光軸的實(shí)驗(yàn)方法； 要求：

（一）會用布儒斯特定律確定偏振片的透振方向；

（二）設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案，畫光路圖確定波片光軸方向；

第二篇：2010級光學(xué)設(shè)計題修改版

2009級光學(xué)設(shè)計性實(shí)驗(yàn)題目

選題說明

光學(xué)實(shí)驗(yàn)最后一部分是設(shè)計性實(shí)驗(yàn)。以下就題目的選擇、實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行說明如下：

1、從下列題目中任選一個實(shí)驗(yàn)題目。每題人數(shù)給定，6月4日（周一）下午1：30提交實(shí)驗(yàn)方案，經(jīng)指導(dǎo)教師審閱批準(zhǔn)后開始進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；賈艷：光學(xué)二室 ；李金環(huán)：光學(xué)三室；張瑛：光學(xué)準(zhǔn)備室：

2、實(shí)驗(yàn)分成四個輪回，周二（6月5號）、周三（6月6號）、周五（6月8號）、周一（6月11號）下午12:30---17:30；

3、制定方案時，要發(fā)揮獨(dú)創(chuàng)精神，根據(jù)題目要求選擇適當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)方法、儀器（精度、型號）、安排適當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)步驟及注意事項(xiàng)。方案必須認(rèn)真手寫到實(shí)驗(yàn)報告上，不得抄襲；

4、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時，要注意分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并與預(yù)期結(jié)果進(jìn)行比較，分析實(shí)驗(yàn)中的問題，適當(dāng)?shù)馗倪M(jìn)實(shí)驗(yàn)方案，使實(shí)驗(yàn)獲得比較理想的結(jié)果；

5、實(shí)驗(yàn)誤差分析結(jié)果的評價以及對實(shí)驗(yàn)的進(jìn)一步的探討，是設(shè)計性實(shí)驗(yàn)的重要內(nèi)容；

6、實(shí)驗(yàn)后寫出完整的實(shí)驗(yàn)報告；

7、計性實(shí)驗(yàn)的心得體會要實(shí)事求是的寫，要有重點(diǎn)并具體的議論一、二個問題，防止空談，特別希望提出具體的改進(jìn)意見和對教師的期望。

8、實(shí)驗(yàn)前提出需要儀器及材料的詳細(xì)計劃，實(shí)驗(yàn)室提供現(xiàn)有的儀器設(shè)備供同學(xué)選用，如有特殊儀器使用要求，需要提前向老師說明。注意愛護(hù)和保管好儀器，如有損壞或丟失要及時報告老師處理；

9、設(shè)計性實(shí)驗(yàn)主要參考書：光學(xué)教程 姚啟鈞著；普通物理實(shí)驗(yàn)（光學(xué)）楊述武；

9、實(shí)驗(yàn)題目L1－L8由李金環(huán)老師指導(dǎo)，J1－J7由賈艷老師指導(dǎo)，Z1－Z6由張瑛老師指導(dǎo)；

10、時間要求：請選好題目，每人1題，并于6月1日下午（周三）由負(fù)責(zé)人將選題名單上交給李金環(huán)老師。

L李金環(huán)老師的設(shè)計實(shí)驗(yàn)題目

（L實(shí)驗(yàn)一 to L實(shí)驗(yàn)八）

L實(shí)驗(yàn)一 光盤性質(zhì)研究（1人）

目的：

（一）了解光盤CD，VCD，DVD的構(gòu)成及光學(xué)性質(zhì)；

（二）學(xué)會解釋出現(xiàn)的光學(xué)現(xiàn)象； 要求：

（一）設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案，推導(dǎo)出實(shí)驗(yàn)的原理和公式，畫出光路圖；

（二）使用多種方法進(jìn)行測量；

（三）光盤的刻線走向及刻線密度。提示：

（一）利用光的衍射特性； 問題：

（一）將研究的結(jié)果進(jìn)行比較。

L實(shí)驗(yàn)二 光譜分析及柯西色散公式研究（1人）

目的：

（一）研究光譜分析的基本方法；

（二）進(jìn)一步研究棱鏡色散曲線；

（三）研究正常色散曲線—柯西公式。要求：

（一）設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案，推導(dǎo)出實(shí)驗(yàn)的原理和公式，畫出光路圖；

（二）分析不同玻璃棱鏡的色散曲線，確定實(shí)驗(yàn)室使用棱鏡的制作材料；

（三）用計算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)及圖形處理； 提示：

（一）可利用最小偏向角；

（二）選擇不同光源進(jìn)行比較分析。

L實(shí)驗(yàn)三 空間濾波對光柵性質(zhì)的探討（2人）

目的：

（一）掌握制作光柵的方法；

（二）探討光柵不同頻率衍射光的性質(zhì)；

（三）了解空間濾波的原理。要求：

（一）自己設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案，畫出光路圖；

（二）推導(dǎo)出雙光束干涉的公式；

（三）推導(dǎo)出正弦光柵的衍射方程；

（四）討論光強(qiáng)對條紋對比度的影響。提示：

（一）利用干涉和衍射；

（二）空間濾波。問題：

（一）怎樣得到對比度好的條紋？

L實(shí)驗(yàn)四

編碼片的攝制及空間慮波實(shí)驗(yàn)研究（2人）

目的：

（一）學(xué)會用干涉原理制作?調(diào)制光柵圖片。

（二）了解空間慮波，空間頻譜等基本概念，基本知識。要求：

（一）設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案，擬定實(shí)驗(yàn)方法和步驟，攝制正交光柵及?調(diào)制光柵圖片。

（二）設(shè)計空間濾波實(shí)驗(yàn)裝置，畫出光路圖，調(diào)節(jié)光路，觀察?調(diào)制光柵圖片以過濾波后所成像的變化情況并加以解釋。提示：

掌握光學(xué)傅立葉變換，用阿貝二次成像原理解釋試驗(yàn)中遇到的現(xiàn)象。了解各種濾波器對圖像質(zhì)量的影響 問題：

（一）在?調(diào)制中物面上沒有光柵的地方原來都是透明的但像面上相應(yīng)部位卻是暗黑的，為什么

（二）鈉光或白光進(jìn)行阿貝實(shí)驗(yàn)有何困難，實(shí)驗(yàn)光路應(yīng)怎樣變動

L實(shí)驗(yàn)五 定域與非定域干涉的研究（2人）

目的：

（一）進(jìn)一步了解干涉的原理；

（二）定域干涉與非定域干涉的形成；

（三）掌握邁克爾遜干涉儀的調(diào)節(jié)和使用。要求：

（一）設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案，推導(dǎo)出實(shí)驗(yàn)的原理和公式，畫出光路圖。提示：

（一）光的干涉；

問題：

（一）什么是定域干涉，非定域干涉，兩者的本質(zhì)區(qū)別；

（二）用非定域干涉測量光源的波長。

L實(shí)驗(yàn)六 光源相干長度的測量（2人）

目的：

（一）進(jìn)一步了解相干長度的概念；

（二）研究不同光源相干性；

（三）掌握邁克爾遜干涉儀的調(diào)節(jié)和使用。要求：

（一）設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案，推導(dǎo)出實(shí)驗(yàn)的原理和公式，畫出光路圖。

（二）測量不同光源的相干長度（白光，鈉燈，汞燈中的某個波長）提示：

（一）光的干涉；

（二）定域干涉或者非定域干涉均可。

問題：

（一）什么是相干長度；

（二）不同光源的相干長度。

L實(shí)驗(yàn)七 光學(xué)系統(tǒng)像差研究（2人）

目的：

（一）進(jìn)一步了解像差理論，對各種像差作定量和定性的研究； 要求：

（一）設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案，推導(dǎo)出實(shí)驗(yàn)的原理和公式，畫出光路圖；

（二）測量出球差，像散；

（三）觀察場曲和畸變；

（四）測量色差；

（五）畫出觀察到的像差圖形。提示：

（一）可以用朗契光柵考察各種像差。問題：

（一）分析各種像差的來源及解決辦法。

L實(shí)驗(yàn)八 不同方法測量鈉雙線的波長間隔（1人）

目的：

（一）測鈉燈光源中雙線的波長間隔；

（二）深入理解干涉原理

要求：

（一）熟練調(diào)節(jié)和使用邁克爾遜干涉儀

（二）熟練調(diào)節(jié)和使用法布里-珀羅干涉儀 問題：

（一）如何迅速正確地在邁克爾遜干涉儀上調(diào)出白光的干涉條紋？

（二）如何確定兩束光等光程？

J賈艷老師的設(shè)計實(shí)驗(yàn)題目

（J實(shí)驗(yàn)一to J實(shí)驗(yàn)七）

J實(shí)驗(yàn)一 望遠(yuǎn)鏡組裝與顯微鏡（2人）

目的：

（一）了解望遠(yuǎn)鏡和顯微鏡的基本原理與結(jié)構(gòu)；

（二）了解開普勒望遠(yuǎn)鏡與伽利略望遠(yuǎn)鏡的區(qū)別；

（三）組裝開普勒望遠(yuǎn)鏡與伽利略望遠(yuǎn)鏡；

（四）了解助視儀器的視角放大率和測量方法； 要求：

（一）根據(jù)望遠(yuǎn)鏡（顯微鏡）的基本原理與結(jié)構(gòu)，確定光學(xué)元件的具體參數(shù)（如焦距大小）；

（二）繪出望遠(yuǎn)鏡（顯微鏡）的光路圖,設(shè)計測其視角放大率的實(shí)驗(yàn)方案；

（三）制作簡易望遠(yuǎn)鏡（開普勒望遠(yuǎn)鏡及伽利略望遠(yuǎn)鏡），比較其區(qū)別

（四）測定所制作的簡易望遠(yuǎn)鏡的視角放大率，并與理論值比較。

提示：

望遠(yuǎn)鏡是物鏡的像方焦點(diǎn)與目鏡的物方焦點(diǎn)重合的光學(xué)系統(tǒng)。詳見《光學(xué)教程》姚啟鈞，高教出版社。搭建顯微鏡實(shí)驗(yàn)光路前，一定想好顯微鏡的放大率如何確定計算，通過放大率的計算確定筒長。

J實(shí)驗(yàn)二 用光學(xué)掃描法測量金屬桿直徑（2人）

目的：

（一）用不同的方法測量金屬桿的直徑；

（二）用激光掃描測量金屬桿直徑 要求：

（一）幾何陰影是如何確定的；

（一）試分析光線經(jīng)過金屬桿表面是怎樣傳播的。

（二）如何得到測量金屬桿較好的實(shí)驗(yàn)效果？

提示：

單邊衍射原理

J實(shí)驗(yàn)三 莫爾條紋原理及應(yīng)用(1人)目的：

（一）了解莫爾條紋的原理；

（二）了解莫爾條紋的應(yīng)用及光柵傳感器的原理；

（三）用莫爾條紋測量微小偏角 要求：

設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案，推導(dǎo)出實(shí)驗(yàn)的原理和公式，畫出光路圖。J實(shí)驗(yàn)四 生活中的偏振光及檢測(1人)

目的：

（一）掌握光的偏振原理；

（二）檢測生活中的偏振光；

（三）了解偏振光的應(yīng)用。要求：

設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案，推導(dǎo)出實(shí)驗(yàn)的原理和公式，畫出光路圖。

J實(shí)驗(yàn)五 偏振光特性的研究（2人）

目的：

（一）學(xué)習(xí)用光電轉(zhuǎn)換的方法測定相對光強(qiáng), 驗(yàn)證馬呂斯定律。

（二）研究1/4波片的光學(xué)特性

（三）研究半導(dǎo)體激光器的偏振特性（測出其偏振度）

（四）研究物質(zhì)的旋光特性

（五）觀察石英晶體的旋光特性和測量旋光度

（六）觀察旋光色散，并解釋現(xiàn)象 要求：

（一）掌握各種偏振光的特性。

（二）學(xué)會辨別各種偏振光。

（三）了解偏振光干涉和雙折射現(xiàn)象。

J實(shí)驗(yàn)六 雙棱鏡干涉的深入研究（3人）

目的：

（一）掌握雙棱鏡干涉原理及調(diào)節(jié)方法；

（二）深入研究雙棱鏡干涉的特點(diǎn)及規(guī)律

內(nèi)容要求：

（一）測定兩虛光源間距與狹縫-雙棱鏡間距的關(guān)系；

（二）用不同方法測兩虛光源間距的比較研究（3種以上）；

（三）設(shè)計實(shí)驗(yàn)方法，測定雙棱鏡的角度及折射率；設(shè)計方法測定虛光源的位置；

（四）解釋干涉條紋的疏密變化規(guī)律（固定狹縫和雙棱鏡，移動測微目鏡；固定狹縫和測微目鏡，移動雙棱鏡）；

（五）用白光替代鈉光源，觀察干涉現(xiàn)象，并解釋；

（六）空間相干性及干涉條紋可見度的觀察及解釋。

J實(shí)驗(yàn)七 一步彩虹全息（2人）

目的：

（一）了解白光再現(xiàn)全息照相的基本原理，學(xué)習(xí)拍攝一步彩虹全息圖和觀察再現(xiàn)圖像的方法

（二）了解一步彩虹全息圖與普通全息圖有何區(qū)別和聯(lián)系 要求：

（1）一步彩虹全息圖的記錄和再現(xiàn)景象的基本原理。

（2）拍攝全息圖的技術(shù)要求和有關(guān)注意事項(xiàng)。（3）了解并掌握一步彩虹全息的實(shí)驗(yàn)光路圖。

（4）了解彩虹全息的用途

提示：

拍攝一步彩虹全息圖，物置于透鏡物方焦距（ｆ≈１０ｃｍ）以外。在屏上出現(xiàn)適當(dāng)大小的清晰物像之后，再把干版架向前（或向后）挪動３ｍｍ～１０ｍｍ。緊靠透鏡置一約５ｍｍ寬的縫光欄，調(diào)節(jié)物光和參考光強(qiáng)度適當(dāng)后即可拍攝。

Z張瑛老師的設(shè)計實(shí)驗(yàn)題目

（Z實(shí)驗(yàn)一to Z實(shí)驗(yàn)六）

Z實(shí)驗(yàn)一 光柵特性的研究（2人）

目的：

（一）熟悉分光計的構(gòu)造和調(diào)節(jié)原理

（二）深入研究光柵的光學(xué)特性

要求：

（一）推導(dǎo)出最小偏向角位置上的光柵方程

（二）在平行光斜入射的條件下，測量光柵常數(shù)和未知光波波長。

（三）測出左右兩側(cè)光譜的非對稱分布規(guī)律。

（四）利用光柵測量普朗克常數(shù)和里德伯常數(shù)。提示：

利用汞光源和最小偏向角位置上的光柵方程求光柵常數(shù)和未知光波的波長。利用氫光源測量普朗克常數(shù)和里德伯常數(shù)。

問題：

（一）在平行光斜入射光柵的條件下，光譜分布有什么特點(diǎn)？

（二）用兩種方法測量光柵常數(shù)，哪一種快捷方便？

（三）Z實(shí)驗(yàn)二 液體折射率測量方法的比較研究（3人）

目的：

（一）研究用多種方法測量液體的折射率

（二）分析各種方法的適應(yīng)范圍。要求：

（一）設(shè)計三種測量液體折射率的方法

（二）實(shí)測三種液體的折射率

（三）分析各種方法的特點(diǎn)及誤差

提示：

設(shè)計三種在實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有條件下可完成的測量液體折射率的方案，不包括基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)中已用過的方法和中學(xué)實(shí)驗(yàn)中過于簡單的方法。

問題：

（一）簡述各種方法測量液體折射率的優(yōu)缺點(diǎn)。

Z實(shí)驗(yàn)三 用 F—P干涉儀測量激光的波長（2人）

目的：

（一）熟悉 F—P干涉儀的原理及調(diào)節(jié)方法

（二）測量激光的光波波長 要求：

（一）調(diào)出標(biāo)準(zhǔn)的等傾干涉花樣

（二）用普通方法測量未知光波的波長

（三）在厚度不變的條件下，測量激光的光波波長

提示：

在汞光源前放上濾光片，先調(diào)出綠光條件下標(biāo)準(zhǔn)的等傾干涉花樣，測出第k級及第k-3圓環(huán)的直徑。然后換上激光光源，保持膜厚度不變，用同樣的方法測出第k級及第k-3圓環(huán)的直徑，代入公式即可出激光波長。

問題：

（一）用這種方法測量激光波長主要消除了哪個物理量的影響。

（二）這種方法與書上的常規(guī)方法比較，哪種方法誤差小？

Z實(shí)驗(yàn)四 反射式白光再現(xiàn)全息照相

（2人）

目的：

（一）進(jìn)一步理解白光再現(xiàn)全息照相的原理

（二）熟悉白光再現(xiàn)全息照相光路 要求：

（一）設(shè)計兩種拍攝白光再現(xiàn)全息照相的光路。

（二）利用兩種光路分別拍攝兩張反射式全息圖。

（三）與普通全息照相比較有何異同點(diǎn)； 提示：

在各種實(shí)驗(yàn)講義中查閱原理部分，設(shè)計兩種拍攝反射式白光再現(xiàn)全息的光路，在實(shí)驗(yàn)中分別用兩 種光路拍攝反射式白光再現(xiàn)全息圖。

問題：

（一）儀器：

1號或2號擴(kuò)束鏡。總結(jié)反射式全息光路的特點(diǎn)。

Z實(shí)驗(yàn)五 用法布里干涉儀測量鈉雙線的波長差及膜厚度（2人）

目的：

（一）掌握法布里—珀羅干涉儀的調(diào)節(jié)方法

（二）通過法布里—珀羅干涉儀測定鈉黃雙線的波長差

（三）膜厚d的測量。要求：

（一）設(shè)計方案，寫出測量原理和測量公式，擬定實(shí)驗(yàn)步驟，測定鈉黃雙線的波長差；

（二）測定膜厚d；

（三）比較邁克爾遜干涉儀與法布里—珀羅干涉儀的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的區(qū)別。

提示：

鈉光源是由兩種波長的光組成，它的波長值是平均波長值。由于法布里的分辨率非常高，能夠把這兩種波長的光所形成的干涉花樣分開，我們利用這一現(xiàn)象來求兩光之間的波長差。

問題：

（一）法布里干涉儀與邁克爾遜干涉儀的主要區(qū)別是什么？

Z實(shí)驗(yàn)六 全息波帶片的制作（2人）

目的：

（一）掌握制作全息波帶片的原理。

（二）學(xué)會制作全息波帶片的方法。

（三）觀察全息波帶片的成像特點(diǎn)。要求：

（一）設(shè)計兩種制作全息波帶片的光路。

（二）攝制不同焦距的全息波帶片。

（三）觀察全息波帶片具有的透鏡成像規(guī)律。

（四）討論全息波帶片的成像和玻璃透鏡成像相比的優(yōu)缺點(diǎn)。提示：

以全息照相原理為基礎(chǔ)，自行設(shè)計兩種拍攝全息波帶片的光路。用兩種方法制作出不同焦距的全息波帶片。

問題：

（一）波帶片焦距的測量值與理論值進(jìn)行比較，分析產(chǎn)生誤差的原因。儀器：

光柵光路，焦距為25厘米的厚透鏡。（5號）

第三篇：光學(xué)作圖題歸類總結(jié)

光學(xué)作圖題歸類總結(jié)

包括的內(nèi)容

1.根據(jù)光的直線傳播作圖

2.利用光的反射定律作圖、根據(jù)光的折射規(guī)律作圖 3.根據(jù)凸透鏡對光的作用作圖

4.利用光路的可逆性作圖及填充透鏡等。現(xiàn)歸類總結(jié)如下：

一、光的直線傳播作圖

例1：通過作圖說明為什么睜開兩只眼睛比閉上一只眼睛更能準(zhǔn)確地確定物體的位置。

解析：由于光在同種均勻介質(zhì)里沿直線傳播，人們是靠兩只眼睛來確定物體位置的。同一個物體同時被兩只眼睛看到，說明物體恰好在進(jìn)入眼睛的兩條光線的交點(diǎn)上，而兩條直線相交時，交點(diǎn)是唯一的，因此，只有睜開雙眼才能確定物體的準(zhǔn)確位置(如圖1所示)。

例2：如圖2所示。AB為一不透明的擋光板，CD為一日光燈管，EF為光屏，請用作圖找出光屏上沒有照亮的區(qū)域。

解析：本題只需作出日光燈管兩端點(diǎn)C、D發(fā)出的兩條光線分別經(jīng)過擋光板的兩端點(diǎn)A、B的光路，如圖3所示，可看出光屏上沒有照亮的區(qū)域?yàn)锳BHG。

二、直接用光的反射定律作圖

例3：通過作圖表示一束太陽光沿與水平面成45°射到水平地面上，并作出其中的一條光線的反射光線。

解析：用光線表示光的傳播情況，太陽光可以看成是平行光。先畫出水平面，再沿與水平成45°角畫出三條入射光線表示一組平行光，即太陽光，如圖4所示。作反射光線的方法是，先過入射點(diǎn)作垂直反射面的法線(注：法線不是光線，應(yīng)用虛線表示)，再根據(jù)反射角等于入射角在法線的另一側(cè)畫反射光線(注：反射光線一定要用箭頭表示光線離開反射面)。

三、確定平面鏡的位置作圖

例4：一條與水平地面成60°角的入射光線如圖5，若使它的反射光線與地面平行，應(yīng)該怎樣放置平面鏡?

解析：從題目的條件可知，入射光線與反射光線的夾角應(yīng)是60°或120°，因法線是入射光線與反射光線所成夾角的平分線，若法線的位置一經(jīng)確定鏡面的位置就可以找到了。現(xiàn)過O點(diǎn)做反射光線OB，如圖6所示，使∠AOB=120°，O為入射點(diǎn)。再作∠AOB的平分線ON，ON為法線。最后根據(jù)法線與鏡面垂直，因此過O點(diǎn)作ON的垂線MM'，MM'就是平面鏡的位置。

題中只要求光線“水平”射出，所以此題的作圖應(yīng)有兩種。一種水平向右，另一種水平向左，所以，平面鏡與水平面成30°角也不是唯一的，第二種作圖請同學(xué)們自己完成。

四、平面鏡成像特點(diǎn)作圖

例5：S是一個發(fā)光點(diǎn)，S′是它在平面鏡中成的像，SA是S發(fā)出的一條光線，請在圖7中畫出平面鏡的位置和光線SA經(jīng)平面鏡反射后的反射光線。

解析：根據(jù)平面鏡成像特點(diǎn)可知，平面鏡的位置應(yīng)在像、物連線的垂直平分線上。作法：①連結(jié)光點(diǎn)S和像點(diǎn)S′；②作SS′的垂直平分線即為平面鏡的位置；與SA相交于點(diǎn)B；③連結(jié)S′與B，向前延伸作光線BC，則BC為入射光線SA的反射光線。如圖8所示。

五、尋找平面鏡觀察范圍作圖

例6：如圖9，平面鏡MN上方有一物體AB，試用作圖回答下列問題： ①人眼在什么范圍里可以看到整個物體AB在鏡中的像？

②要使人眼在E點(diǎn)看不到鏡中的像，至少應(yīng)把平面鏡的哪一部分遮住。

解析：本題需根據(jù)平面成像的特點(diǎn)運(yùn)用端點(diǎn)法作圖：①首先根據(jù)成像的對稱性作出物體AB在平面鏡中的像A'B'（如圖10）；借助像A'B'，作出過A、B射向平面鏡N點(diǎn)的入射光線對應(yīng)的反射光線NA1、NB1；同理，作出過M點(diǎn)的反射光線MA2、MB2，觀察范圍應(yīng)該在光線NA1、MA2所夾的范圍內(nèi)。②從像A'、B'連接眼睛E：A'E和B'E，分別與鏡面相交于R、Q，（如圖11），處于E處的人眼就是通過平面鏡QR之間的部分看到平面鏡中完整的像A'B'，因而至少應(yīng)該遮住RQ這一部分。

六、尋找點(diǎn)光源作圖

例7：如圖12，在平面鏡上有從某一點(diǎn)光源發(fā)出的兩條光線射到平面鏡上反射時的兩條反射光線，請通過作圖法找到這個發(fā)光點(diǎn)。

解析：根據(jù)平面鏡成像特點(diǎn)可知，像與物是關(guān)于平面鏡對稱，且所成的像點(diǎn)都在所有反射光線的延長線上。所以我們可先延長兩條反射光線得到像點(diǎn)S'，然后找到他的對稱點(diǎn)S，該點(diǎn)即是點(diǎn)光源。如圖13所示。

同學(xué)們也可以直接運(yùn)用光的反射定律作出兩條反射光線的入射光線(兩條入射光線相交的點(diǎn))來確定光源的位置。

七、光的折射規(guī)律作圖

例8：李華在洪澤湖乘船游玩時，發(fā)現(xiàn)水面下某處有一只青蛙（如圖14所示），他用激光筆照射到了這只青蛙。請你在圖中畫出李華在照射青蛙時的入射光線、折射光線和反射光線。

解析：因李華是在空氣中用激光筆發(fā)射光線，照射到青蛙的光線應(yīng)是折射光線，畫圖時只要注意折射角小于入射角就行（如圖15所示）。

八、光折射時光路的可逆性作圖

例9：如圖16所示是上、下表面平行的玻璃磚，一束光從空氣斜射到玻璃磚的上表面，這束光從玻璃磚的下表面透射后的光路是怎樣的？

解析：如圖17所示，光在上表面折射時，折射角r小于入射角i；在下表面折射時，入射角等于r（因?yàn)樯稀⑾卤砻嫫叫校鶕?jù)光路可逆原理，這時折射角應(yīng)等于i，因此透射光平行于入射光，并且向左側(cè)移了一段距離，由此可見玻璃磚對光線有側(cè)移作用，進(jìn)一步研究表明，玻璃磚越厚，側(cè)移距離越大。

九、透鏡的特殊光線作圖

例10：如圖18所示，AO是入射光線，OB是光通過凸透鏡或凹透鏡折射后的傳播方向，試在圖中的適當(dāng)位置填上適當(dāng)?shù)墓鈱W(xué)元件，并畫出主光軸的位置。

解析：根據(jù)透鏡成像的三條特殊光線可知，當(dāng)入射或折射光線平行于主光軸時，就可確定折射或入射光線的傳播方向。由以上特點(diǎn)，當(dāng)入射光只有一條時，可添加一條與入射光線平行的輔助線，使之形成一束平行光，然后再看這束平行光經(jīng)過光學(xué)元件折射后光路寬窄的變化，以區(qū)分是會聚還是發(fā)散了，若是發(fā)散，則填個凹透鏡（如圖19）；若是會聚就填個凸透鏡（如圖20）。輔助線可加在入射光線的上方，也可以加在下方，同時將輔助線當(dāng)作主光軸，這樣一來就能得到兩個解答。

如果同學(xué)們有興趣，還可將輔助線與折射光線OB平行，也可再得到兩個解答，不妨一試。

十、光反射類“黑箱”問題作圖

例11：如圖21所示。請在方框內(nèi)填補(bǔ)所需的光學(xué)元件，使其光路成立。

解析：觀察光路，光線并不是透過黑箱，而是傳播方向發(fā)生了改變，所以只能填補(bǔ)面鏡而不是透鏡。值得請注意的是雙箭頭的出射光線需與雙箭頭的入射光線對應(yīng)，單箭頭的出射光線需與單箭頭的入射光線對應(yīng)，所以，需反向延長出射光線、順向延長入射光線使其分別相交，相交的兩點(diǎn)就可確定平面鏡的位置。如圖22所示。

十一、光折射類“黑箱”問題作圖

例12：實(shí)驗(yàn)中有時需要將一束粗平行光變成細(xì)平行光，這可以利用兩塊透鏡的組合來解決，請在圖23的方框中畫出它們的組合方式，并分別寫出兩塊透鏡間的距離S跟兩塊透鏡的焦距f1、f2的關(guān)系。

解析：由于光線經(jīng)過“黑箱”后，光線的傳播方向要經(jīng)過兩次折射，且并沒有如上例所示的雙箭頭和單箭頭區(qū)分，所以可任意將其中的一條入射光線與一條出射光線相連，表示光折射后的傳播路徑，再分析折射后的光線相對入射光線來說是發(fā)散的還是會聚的，從而確定填充凸透鏡還是凹透鏡。根據(jù)連接的光路，可有兩種解答。如圖24所示。根據(jù)透鏡發(fā)生折射的特殊光線，兩種情況中透鏡間的距離S跟兩塊透鏡的焦距f1、f2的關(guān)系分別為：S=f1+f2、S=f1―f2。

第四篇：LED光學(xué)設(shè)計心得

LED光學(xué)設(shè)計心得

光學(xué)設(shè)計首先是對LED有一定的了解

先說CREE吧，CREE比較常用的LED：XPE，XPE-hew，XPG，XPG-2，XTE，XBD，XML，XML-EZW，XML-HVW，MTG，CXA系列和ML系列，還有以前的那種MX6，MX3，MX3應(yīng)該是已經(jīng)停產(chǎn)了，CREE的LED總體上還是很不錯的，除了XPE-HEW，XTE，XBD-ww，MX3和MX6這幾款容易出黃圈外(MX3和MX6中心容易出藍(lán)斑，下面就不講MX3了，后面會告訴大家怎么去掉TIR透鏡的黃斑，不需要那么麻煩去模擬熒光粉的)，其它的光源都是比較好設(shè)計的，這些光源中MX6，XPG-2以及CXA系列的定位是需要注意的(我用的是TP)，MX6和ML系列的光源文件的原點(diǎn)位置在LED基座的底部，XPG-2的光源文件的原點(diǎn)位置在LED發(fā)光面下面0.2mm的位置處，CXA系列的原點(diǎn)在光源板子的表面，所以在導(dǎo)入光源文件的時候原點(diǎn)位置是需要注意的。

現(xiàn)在CREE用的比較多的應(yīng)該是XPG，XPG-2，XTE，XBD。CXA系列用的還是很少，我們就說說XTE，XBD和XPG-2吧，這是CREE去年推出來的(沒記錯的話，應(yīng)該是去年)，我用XTE做過多款路燈，都是邊緣發(fā)黃，這個我還想到有什么辦法解決！XBD設(shè)計過單顆透鏡，MR16等，XBD-CW加輕微的磨砂是可以沒有黃斑的，但是ww這款磨砂就要加重一點(diǎn)，用蜂窩改善也是可以的，且XBD的冷白和暖白測同一個透鏡，角度是不一樣的，設(shè)計時一定要確定用什么色溫范圍(其實(shí)

在TIR設(shè)計時注意一下結(jié)構(gòu)，是可以用輕微磨砂就能完全去掉黃斑)，XPG-2這款光源和XPG一樣，做TIR的透鏡是可以不用加磨砂的，光斑沒有黃斑，且光通量在1.5A時，光通量可以在400lm以上(R3，R4，R5)，XTE和XPG-2這兩款在光通量是很接近的，且它們的光通量的測試數(shù)據(jù)是在結(jié)溫85°C時測的，現(xiàn)在的所有的4040尺寸一下的LED，就LUXEON-T(3737的尺寸)是可以和他們競爭的。

(以上都是我個人對CREE LED的看法，可能有不正確的地方或者漏掉的地方，歡迎大家指出來)

下面說說lumileds，流明的LED型號太多，我主要用過的有：rebel，rebel-es，Luxeon-Z，luxeon-A,luxeon-M其余的像LUXEON-H，luxeon-T等等這些基本沒用到過，我相信很多光學(xué)設(shè)計師都個我一樣，用的流明LED最多的型號就是rebel 和rebel-es，流明的LED光源文件原點(diǎn)的位置是不用移動的(我用的是TP)，且rebel-es主要是和XPG競爭的，兩者的光通量基本一樣，做的透鏡也沒有黃圈，但是流明的光源規(guī)格書中一般沒有1.5A的數(shù)據(jù)，CREE都是有的。rebel和rebel-es都是很好設(shè)計的光源，就像CREE的XPE和XPG(以上都是我個人對lumileds的看法，可能有不正確的地方或者漏掉的地方，歡迎大家指出來)

osram的LED最著名的就是oslon80和150，一般就是CP7P，CR7P，CQ7P和CPDP，CRDP，CQDP,其中以CP7P，CPDP 這個

用的最多，在沒有CR7P，CQ7P的光源文件時，是可以用CP7P的光源文件設(shè)計的，結(jié)果基本上是一樣的，OSLON150也是這樣。osram的CP7P，CPDP，CQAR這三個光源的光源文件模擬時都是需要移動的(TP)。用TP設(shè)計的人都知道，7p和DP模擬時，顯示出的光斑是不對稱的(我說的是鏡面)，osram的80°和150°不怎么好設(shè)計配光，配光曲線老是不對稱，這個其實(shí)不用去太在意，這是光源文件的問題，模擬時表面加個蜂窩就可以了，當(dāng)然你也可以在TP里面設(shè)置磨砂，然后透鏡表面附一個磨砂屬性。我用CP7P和CPDP設(shè)計過路燈，par燈，MR16，還用背光用的那種透鏡等等，沒有黃圈，光面也是沒有黃圈。

osram去年推出的CQAR，光通量比不上XPG-2和luxoen-T，且做路燈的話，黃圈很重，TIE的透鏡表面也需要加磨砂才能改善，光源文件的原點(diǎn)位置也是需要移動的(以上都是我個人對osram的看法，可能有不正確的地方或者漏掉的地方，歡迎大家指出來)

下面就說日亞的光源吧： 日亞有183-6L，183-3L，219,119,757,153，這些都是用的較多的，當(dāng)然還有cob封裝的，cob封裝的以后一起說，183這兩款和CREE的MX6，MX3很想，當(dāng)然配上同一個透鏡的角度是不一樣的，但是光斑的邊緣發(fā)黃，小角度中心發(fā)藍(lán)都是有的，且這兩種光源的光源文件的位置都是一樣的，都在LED基座的底部，所以用的時候要移動光源文件，不過現(xiàn)在基本上不見用183這兩款光源了。219和119這兩款光源是一樣的，只是封裝上有區(qū)

別(這是日亞的人說的)，但是219中的有一款和其他的219是不一樣的，我忘了是哪一個了。下面就直說119了，119這個光源我在幾年設(shè)計中遇到的不是很多，但是每次的效果都是不錯的，加點(diǎn)磨砂一點(diǎn)問題都沒有。現(xiàn)在比較火的是757這個，TIR透鏡上用到，球泡燈上用到，主要是性價比不錯，但是黃圈重，tir的燈杯上，加磨砂光斑都很難做均勻，但是我以前幫客戶做了一個，DUV是在0.006以下的，cd值和效率也都滿足客戶的要求，主要還是透鏡結(jié)構(gòu)要做注意，要知道LED黃圈是由透鏡的哪個部分引起的，不要去模擬熒光粉，我以前也用模擬熒光粉的方法去處理黃圈，但是都不對，可能是我的模擬熒光粉的方法不對吧!

我這幾年的設(shè)計中遇到最多的光源就是上面的這些，當(dāng)然還有CITIZEN的cob封裝的LED，sharp的，三星的，還有國產(chǎn)的我下面就說一下怎么把黃圈去掉，其實(shí)是很簡單的，只要把透鏡火山口里面的平凸做平了，表面加磨砂或者珠面就可以了，大家以后設(shè)計時可以試一下，但是這樣做不好的地方就是透鏡的cd值會比火山口做平凸的要低，有可能不能滿足客戶要求，那這時就要把透鏡的角度做客戶允許角度范圍的下線，這樣也是可以的，就是透鏡的容差也做大了。

下面在說下所有cob封裝的LED吧，這個說完就說路燈，現(xiàn)在做cob封裝用的越來越多，想citizen的CLL010-020-030-040-0505,還有234等等，還有sharp的GW5D這些，太多了，記不住啊!特別是sharp的和NICHIA的cobLED，下載的光源文件是RS8的，TP用不了，那么這個時候怎么辦，我不了解別人是怎么做的，但是我遇到過很多都是說自己建光源文件，是不是LED有多少個芯片就建多少個朗博體，在加上個熒光粉，設(shè)置不同的波長，或者有些人直接把整個發(fā)光面建朗博體，在或者就是用TP7.0以上的版本，根據(jù)配光建一個光源，然后附在一定大小的平面上，我想告訴大家，這樣做肯定不行的，只要LED的尺寸超過5050的，自己建的光源做透鏡的誤差會很大，其實(shí)是很簡單的，打個比方吧，如果你有MX6的光源文件，沒有日亞183-6L的光源文件，那么你就可以用MX6代替日亞183-3L來做，然后透鏡表面加磨砂來微調(diào)一下角度。我想告訴大家的就是，cob的發(fā)光面越大的，這種替換的角度會越準(zhǔn)確，就算客戶要求的LED的發(fā)光面是10mm，而你已有的光源的光源文件是9mm，這樣都是可以直接替換來做的，這樣的唯一要求：透鏡的表面一定要磨砂，因?yàn)橹槊嫖⒄{(diào)的成本太貴

第五篇：光學(xué)設(shè)計總結(jié)

1.什么是光學(xué)設(shè)計？

所謂光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計，就是根據(jù)儀器所提出的使用要求，設(shè)計出光學(xué)系統(tǒng)的性能參數(shù)、外形尺寸和各光組的結(jié)構(gòu)等。2.光學(xué)設(shè)計工作內(nèi)容？

光學(xué)設(shè)計所要完成的工作包括光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計和光學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計。3.光學(xué)設(shè)計各個階段的主要內(nèi)容？

（1）.根據(jù)儀器總體的技術(shù)要求，擬定光學(xué)系統(tǒng)的原理圖，并初步計算系統(tǒng)的外形尺寸。稱為“初步設(shè)計”或者“外形尺寸計算” ；（2）.根據(jù)初步設(shè)計的結(jié)果，確定每個透鏡組的具體結(jié)構(gòu)參數(shù)。稱為 “像差設(shè)計”或稱“光學(xué)設(shè)計”。

4.光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計的一般過程和步驟？

一、光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計的一般過程

1、制定合理的技術(shù)參數(shù)；

2、光學(xué)系統(tǒng)總體設(shè)計和布局；

3、光學(xué)部件（光組、鏡頭）的設(shè)計；

一般分為選型、確定初始結(jié)構(gòu)參數(shù)、像差校正三個階段。

（1）選型;

（2）初始結(jié)構(gòu)的計算和選擇；

A、解析法；

B、縮放法；

（3）像差校正、平衡與像質(zhì)評價。

4、長光路的拼接與統(tǒng)算；

5、繪制光學(xué)系統(tǒng)圖、部件圖和光學(xué)零件圖；

6、編寫設(shè)計說明書；

7、必要時進(jìn)行技術(shù)答辯。

二、光學(xué)設(shè)計的具體設(shè)計步驟

1、選擇系統(tǒng)的類型；

2、分配元件的光焦度和間隔；

3、校正初級像差；

4、減小殘余像差(高級像差)。

5.光學(xué)儀器對光學(xué)系統(tǒng)的性能和質(zhì)量要求

一、光學(xué)系統(tǒng)的基本特性

二、系統(tǒng)的外形尺寸

三、成像質(zhì)量

四、儀器的使用條件與環(huán)境

此外，在進(jìn)行光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計時，還要考慮它應(yīng)具有良好的工藝性和經(jīng)濟(jì)性。

1.什么是孔徑？什么是視場？

2.七種像差的基本概念、怎樣表示、特點(diǎn)、初級像差描述形式、基本校正方法？ 像差：實(shí)際像與理想像之間的差異

（1）球差

概念：軸上點(diǎn)發(fā)出的同心光束經(jīng)光學(xué)系統(tǒng)各個球面折射以后，不再是同心光束，其中與光軸成不同角度的光線交光軸于不同的位置上，相對于理想像點(diǎn)有不同的偏離，這種偏離稱之為球差。

表示：

特點(diǎn)：

或

初級球差描述形式：

式中，稱為初級球差系數(shù)(也稱第一賽得和數(shù))，為每個面上的初級球差分布系數(shù)。

危害：球差使得在高斯像面上得到的不是點(diǎn)像而是一個圓形彌散斑。

校正：鑒于正負(fù)透鏡產(chǎn)生不同符號的球差，因此，欲獲得一個消球差的系統(tǒng)，必須以正、負(fù)透鏡適當(dāng)組合才有可能，最簡單的形式有雙膠合光組和雙分離光組。

球差是孔徑的偶次方函數(shù)，因此，校正球差只能使某帶的球差為零。

對于僅含初級和二級球差的光學(xué)系統(tǒng)，當(dāng)對邊緣光校正球差時，在h=0.707hm的帶光具有最大的剩余球差。其值是邊緣光高級球差的-1/4。

（2）彗差 概念：軸外物點(diǎn)發(fā)出的寬光束，經(jīng)透鏡成像后不再交于一點(diǎn)而是形成一種不對稱的成彗星狀的彌散斑。

表示：子午彗差

弧矢彗差

特點(diǎn)：由于彗差是軸外物點(diǎn)以寬光束成像時所產(chǎn)生的一種單色像差。

因此，它一方面隨視場大小而變化；另一方面，對于同一視場，它又隨孔徑的 不同而變化。慧差的展開式為

第一項(xiàng)為初級彗差，第二項(xiàng)為孔徑二級彗差、第三項(xiàng)為視場二級彗差

初級像差描述形式：初級子午彗差

初級弧矢彗差

危害：彗差使一點(diǎn)的像成為彗星狀彌散斑，使能量分散，從而影響成像質(zhì)量。校正：彗差能夠通過移動光闌和有選擇的增加透鏡來消除

通過移動孔徑光闌或選擇增加透鏡來控制彗差（3）像散 概念：軸外物點(diǎn)沿主光線的細(xì)光束錐中，子午面上的子午光束在主光線上的會聚點(diǎn)t '與弧矢面上的弧矢光束在主光線上的會聚點(diǎn)s '各處于主光線上的不同位置，這種現(xiàn)象稱為像散現(xiàn)象，與像散現(xiàn)象產(chǎn)生相應(yīng)的成像缺陷，就是像散。表示：細(xì)光束

寬光束

特點(diǎn)：像散是成像物點(diǎn)遠(yuǎn)離光軸時反映出來的一種像差，并且隨著視場的增大而迅速增大。所以對大系統(tǒng)的軸外點(diǎn)，即使是以細(xì)光束成像，也會因此而不能清晰。

像散是以子午像點(diǎn)和弧矢像點(diǎn)之間的距離來描述的 初級像差描述形式： 危害：嚴(yán)重影響成像質(zhì)量 校正：

（4）場曲

概念：子午像面和弧矢像面偏離于高斯像面的距離。表示：子午場曲

弧矢場曲

特點(diǎn)：細(xì)光束的場曲與孔徑無關(guān)，只是視場的函數(shù)。初級像差描述形式：

危害：當(dāng)有場曲時，在高斯像面上超出近軸區(qū)的像點(diǎn)都會變得模糊。校正：正負(fù)光焦度分離是校正匹茲伐和數(shù)的唯一有效的方法

（5）畸變

概念：在一對共軛平面上的垂軸放大率不為常數(shù)時 ,就會使物、像失去了相似性，這種成像缺陷即為畸變。表示：用線畸變表示：

在光學(xué)設(shè)計中，通常用相對畸變來表示：

特點(diǎn)：由畸變的定義可知，畸變是垂軸像差，它只改變軸外物點(diǎn)在理想像面上的成像位置，使像的形狀產(chǎn)生失真，但不影響像的清晰度。

初級像差描述形式：

危害：使像的形狀產(chǎn)生失真 校正：

（6）位置色差

概念：描述軸上點(diǎn)用兩種色光成像的位置差異的色差 表示：

特點(diǎn)：位置色差僅與孔徑有關(guān)，故其級數(shù)展開式僅與孔徑的偶次方有關(guān)，當(dāng)孔徑（或）為零

時，色差不為零，故展開式中有常數(shù)項(xiàng)，初級像差描述形式：

危害：位置色差嚴(yán)重影響成像質(zhì)量 校正：用不同的玻璃做成正透鏡和負(fù)透鏡，把它們組合在一起，就可以消除色差。實(shí)際光學(xué)

系統(tǒng)中所使用的透鏡組，都是由正負(fù)透鏡組合起來的。

光學(xué)系統(tǒng)是否消色差，取決于

是否為零。

（7）倍率色差

概念：兩種色光有不同的放大率，對同一物體所成的像也就不同，這就是倍率色差。表示：

特點(diǎn)：

初級像差描述形式：

危害：倍率色差使物體像的邊緣呈現(xiàn)顏色，影響成像清晰度 校正：

3.七種像差哪些僅與孔徑有關(guān)、哪些僅與視場有關(guān)、哪些與孔徑與視場都有關(guān)？ 僅與孔徑有關(guān)：球差、位置色差、（正弦差）

僅與視場有關(guān)：像散、畸變、倍率色差、細(xì)光束的場曲 與孔徑與視場都有關(guān)：彗差、寬光束的場曲 4.標(biāo)注圖中像差？

1.光學(xué)設(shè)計階段像質(zhì)評價的方法有哪些？小像差系統(tǒng)、大像差系統(tǒng)分別用什么來評價像質(zhì)？ 像質(zhì)評價的方法：瑞利判斷、中心點(diǎn)亮度、分辨率、點(diǎn)列圖法、光學(xué)傳遞函數(shù)、調(diào)制傳遞函數(shù)（MTF）

小像差系統(tǒng)：瑞利判斷、中心點(diǎn)亮度、光學(xué)傳遞函數(shù)、基于衍射的方法：（點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)、線

擴(kuò)散函數(shù)）FFT

大像差系統(tǒng)：分辨率、點(diǎn)列圖法、光學(xué)傳遞函數(shù)、基于幾何的方法；（光程差曲線、像差曲

線）

2.在幾何像差曲線中如何分析垂軸像差曲線？

3.什么是瑞利判斷？怎樣使用瑞利判斷判斷光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)性能？ 實(shí)際波面與參考球面波最大波像差小于λ/4時，此波面可看作是無缺陷的，此判斷成為瑞利判斷。

瑞利判斷根據(jù)成像波面的變形程度來判斷成像質(zhì)量。

4.什么是點(diǎn)列圖？怎樣用它評價系統(tǒng)的成像質(zhì)量？

由一點(diǎn)發(fā)出的許多光線經(jīng)光學(xué)系統(tǒng)后，因像差使其與像面的交點(diǎn)不再集中于同一點(diǎn)，而形成了一個散布在一定范圍的彌散圖形，稱為點(diǎn)列圖。

怎樣用點(diǎn)列圖法評價成像質(zhì)量時需要做大量光路計算，只有利用計算機(jī)完成； 它是一種形象直觀的評價方法；應(yīng)用于大像差的照相物鏡等設(shè)計中；

5光學(xué)傳遞函數(shù)是什么？怎樣用它評價系統(tǒng)的成像質(zhì)量？曲線評價？積分評價？ 光學(xué)傳遞函數(shù)是一定空間頻率下像的對比度與物的對比度之比。能反映不同空間頻率、不同對比度的傳遞能力。一般來說，高頻部分反映物體的細(xì)節(jié)傳遞情況，中頻部分反映物體的層次傳遞情況，低頻部分反映物體的輪廓傳遞情況。

利用光學(xué)傳遞函數(shù)評價光學(xué)系統(tǒng)的成像質(zhì)量，是基于把物體看作是由各種頻率的譜組成的，也就是把物體的光強(qiáng)分布展開成傅里葉級數(shù)或傅里葉積分的形式。

積分評價：

曲線評價：

1.外形尺寸計算的任務(wù)是什么？需確定哪些尺寸？

光學(xué)系統(tǒng)的外形尺寸計算要確定的結(jié)構(gòu)內(nèi)容包括系統(tǒng)的組成、各光組元的焦距、各光組元的相對位置和橫向尺寸。外形尺寸計算基本要求：

第一，系統(tǒng)的孔徑、視場、分辨率、出瞳直徑和位置；

第二，幾何尺寸，即光學(xué)系統(tǒng)的軸向和徑向尺寸，整體結(jié)構(gòu)的布局； 第三，成像質(zhì)量、視場、孔徑的權(quán)重。

2.什么是縮放？怎樣根據(jù)縮放確定光學(xué)系統(tǒng)的初始結(jié)構(gòu)？步驟是什么？ 縮放：等比例的放大或縮小。

1、物鏡選型

2、縮放焦距

3、更換玻璃

4、估算高級象差

5、檢查邊界條件

1.望遠(yuǎn)系統(tǒng)原理？光學(xué)性能參數(shù)？

望遠(yuǎn)系統(tǒng)一般由物鏡、目鏡和棱鏡（或透鏡）轉(zhuǎn)像系統(tǒng)構(gòu)成。其特點(diǎn)是物鏡的像方焦點(diǎn)與目鏡的物方焦點(diǎn)重合，光學(xué)間隔為0，因此平行光射入望遠(yuǎn)系統(tǒng)后，仍以平行光射出。

2.望遠(yuǎn)物鏡的光學(xué)性能參數(shù)有哪些？有什么特點(diǎn)？像差有什么特點(diǎn)？怎樣去評價？

特點(diǎn)：相對孔徑不大、視場較小

由于望遠(yuǎn)物鏡視場較小，因此，通常只校正球差、彗差和軸向色差。

1、在有棱鏡情況下，物鏡和棱鏡像差相互補(bǔ)償。在棱鏡中的反射面不產(chǎn)生像差，棱鏡的像差等于展開以后的玻璃平板的像差，與位置無關(guān)，因此不論物鏡光路中有幾塊棱鏡，不論它的位置不同，只要材料相同，都可以合成一塊玻璃平板計算像差。

2、目鏡中有剩有少量剩余球差和軸向色差，需要物鏡來補(bǔ)償。

3、在系統(tǒng)有分劃鏡，目鏡和物鏡應(yīng)當(dāng)盡可能分別消像差。用光學(xué)傳遞函數(shù)（MTF）評價成像質(zhì)量。

1.顯微系統(tǒng)工作原理及光學(xué)性能指標(biāo)？怎樣評價光學(xué)性能？

2.顯微物鏡光學(xué)性能參數(shù)有哪些？有什么特點(diǎn)？怎樣選擇它的初始結(jié)構(gòu)？像差有哪些特點(diǎn)？用什么方法評價它的成像質(zhì)量？ 選用和設(shè)計時，考慮的光學(xué)特性中最重要的是放大率（β），數(shù)值孔徑（NA）和線視場（y，y'）。

特點(diǎn)：短焦距，大孔徑，小視場

用于顯微鏡觀察時，一般選用消色差物鏡或復(fù)消色差物鏡；用于顯微攝影時，一般選用平場消色差物鏡，使顯微攝像像面上獲得全視場清晰的像。

設(shè)計顯微物鏡主要校正軸上點(diǎn)的像差和小視場的像差：球差，軸向色差 和正弦，但對較高倍率的顯微鏡,由于數(shù)值孔徑加大,除了校正這三種像差的邊緣像差之外，還必須同時校正它們的孔徑高級像差，如孔徑高級球差 , 色球差，高級正弦差。用光學(xué)傳遞函數(shù)（MTF）評價成像質(zhì)量。1.目鏡的工作原理？光學(xué)性能指標(biāo)？ 目鏡是目視光學(xué)系統(tǒng)的重要組成部分。被觀察的物體通過望遠(yuǎn)物鏡和顯微物鏡成像在目鏡的物方焦平面處，經(jīng)目鏡放大后將其成像在無窮遠(yuǎn)，供人眼觀察。

2.目鏡光學(xué)性能參數(shù)有哪些？有什么特點(diǎn)？怎樣選擇它的初始結(jié)構(gòu)？像差有哪些特點(diǎn)？用什么方法評價它的成像質(zhì)量？

目鏡光學(xué)特性的參數(shù)主要有焦距、像方視場角、工作距離、鏡目距 特點(diǎn)：短焦距、大視場、相對孔徑較小

目鏡的像差校正以軸外像差為主。在目鏡設(shè)計中，主要校正像散，垂軸色差和彗差這三種像差。因?yàn)殄绮畈粫螅虼耍跨R的設(shè)計中最重要的是校正像散，垂軸色差這兩種像差。在目鏡中一般不校正場曲，在廣角目鏡中只是設(shè)法使場曲減小些。在設(shè)計望遠(yuǎn)目鏡時，需要考慮它與物鏡之間的像差補(bǔ)償關(guān)系。用光學(xué)傳遞函數(shù)（MTF）評價成像質(zhì)量。

1.照相物鏡工作原理？光學(xué)性能參數(shù)？用什么方法評價它的成像質(zhì)量？ 照相物鏡的特點(diǎn)是以感光底片作為接收器，它的作用是把外景成像在感光底片上，是底片曝光產(chǎn)生影像。

照相物鏡的光學(xué)特性一般用焦距、相對孔徑

、視場角

表示。用光學(xué)傳遞函數(shù)（MTF）評價成像質(zhì)量。2.三片式、四片式、雙高斯物鏡的特點(diǎn)