?1?(n?1)(?1??2)???r1?12mm
已知r2????2?0??2?(n?1)(?3??4)???r4??120mm
已知r3????3?0?13．基线为1m的体视测距机，在4km处相对误差小于1%，问仪器的视觉放大倍率应为多少?? 解：
???Le?8?10?4L2??B?体???16?B????20
b??422?Le8?10LL??L体???5?10?5??体16?B?B?14．刻卜勒望远镜的筒长225mm，????8，2??6?，?D??5mm，无渐晕， （1）求物镜和目镜的焦距；?
（2）目镜的通光孔径和出瞳距；?
（3）在物镜焦面处放一场镜，其焦距f??75mm，求新的出瞳距和目镜的通光孔径；
（4）目镜的视度调节在?4D?(屈光度)，求目镜的移动量。? 解：（1）
?fo????f??200mmfe????o
?fe??25mmfo??fe??L?????（2）De?2Ltan??D'?28.6mm
?? lzDe?D?De?D???28.1
2tan??2?tan?（3）
??l2?l1??fe??111???19.8mm ???lz ?l1?20075?111?????l2lzfe???tan???D??21.6mm De?2lz4Dfe?（4）x????2.5mm
1000215．591式对空3m测距机中，望远系统的出瞳直径D??1.6mm，视觉放大率为32，试：
（1）求它们的衍射分辨率和视觉分辨率；?
（2）欲分辨0.1mm的目标，问该目标到测距机的距离不能大于多少米?? （3）是否能用提高视觉放大率的办法分辨更小的细节，为什么?
120??120????2.34?? 解：（1）???D?D60???1.875?? ???60?????320.1?2.34???L?8.815m （2）??L（3）不能， 只有提高物镜口径才可以看清更小的细节1.22入/D
16．珠宝商戴着焦距为25.4mm的放大镜观察一直径为5mm的宝石，求： 1）确定该放大镜角放大倍率的最大值； 2）宝石经放大镜后的大小；
3）在明视距离处，用裸眼观察宝石时，宝石的视场角大小； 4）人眼通过放大镜观察宝石时，宝石的视场角大小。 答：由题意知：
1)大镜的最大角放大倍率
?max?250?f'250?25.4?1??1?11.84f'25.4
? 2）通过放大镜后，像高2y'?2y??max?5?11.84mm?59.2mm
tg??52y??0.01250250
3）用裸眼观察宝石时：
??2??2arctan(0.01)?0.286
4）用放大镜观察宝石时：tg?'??gtg?
o?2?'?2arctan(1?1.84?0.0 1????317．一显微镜物镜的垂轴放大倍率，数值孔径NA?0.1，共轭距
L?180mm，物镜框是孔径光阑，目镜焦距f'e?25mm， 1）求显微镜的视觉放
大倍率；2）求出瞳直径及出瞳距；3）当入射光波长??550mm时，显微镜的分辨率； 4）求物镜的通光口径。
解：设物距为l，像距为l'，物镜焦距为f'，则有
?l'?l?180? ?l'??3l 求得
l'?135mm,l??45mm
111?? 再由高斯公式 l'lf' 求得f'?33.75mm
1）显微镜视觉放大倍率
????e??3?250??30?f'e
2）出瞳直径
D'?500NA?500?0.1??1.67mm30
出瞳距为入瞳对目镜所成像的像距，由牛顿公式得
xx'?ff'ff'x?25?25x'??4.63mm?135lz'?fe'?x'?25?4.63?29.63mmx'?
3）显微镜分辨率为
??0.61?NA0.61?0.55??3.355?m?0.003355mm0.1
4）物镜的通光孔径 2sinul?2?0.1?45?9mm
18. 一伽里略望远镜， 放大倍率为2，一投影物镜，焦距为100，如何组合使系统焦距为50？何种透镜可用于宽银幕放映？画出组合系统光路图。
答：将伽里略望远镜倒置在投影物镜前，即可得到一组合焦距为50的系统。 柱面镜可用于宽银幕放映。
19.一望远镜,其物镜口径为40mm,焦距为150mm,目镜口径为10mm,焦距为15mm,
分划板口径为10mm,位于物镜的后焦平面上,问: 1)孔径光阑应选在何处? 视场光阑在哪? 2) 视放大倍率多大？
3)出瞳直径多大?出瞳距目镜后焦点多远?
答：1）望远系统孔径光阑物镜框，视场光阑为分划
???f'o150????10?f'e15
2）视放大倍率 3）
DD'D40D'?????4mm??10 ???4）由牛顿公式
xx'?ff'150x'?15?15x'?1.5mm
cd/m成像，采用光圈数为F=8， 20． 照相物镜对天空中目标亮度200021）其视场中心部分像面的照度多大？（设光学系统的透过率为0. 8）
2）此时照相机的理论分辨率多大？
3）如果暴光时间0.5秒，拍摄该目标的暴光量多少？ 答：1）当物体无限远时，视场中心像面照度为
1D2E'???L24f'11??0.8??2000?248?19.635 lx
2）按照瑞利准则，相机物镜的理论分辨率为
NL?D1.22?f' （取λ=0.555μm）
NL?1475Df'?184.375lp
3）H?E?t?19.635?0.5?9.8175
21．在显微镜或望远镜中,目镜是否起分辨的作用?是否起放大的作用?是否起倒像的作用?
答：不起分辨作用，正立放大虚像，
22．若一显微物镜上标明170mm/0.17；40/0.65, 这表明的意义是什么？如果满足0.65要求，问应选择多大倍率的目镜？ 答：显微物镜的放大率为40×，数值孔径为0.65，适合于机械筒长170mm，物镜是对玻璃厚度d?0.17mm的玻璃盖板校正像差。8倍目镜。
第八章
1.激光工作物质的能级系统结构主要有几种？举例说明之。 答：激光工作物质的能级系统主要有三能级系统和四能级系统。三能级系统如氦氖激光器，本书已介绍不再重复。四能级系统以红宝石激光器（YAG激光器）为例来说明。
对于红宝石激光器，其工作物质掺有少量Cr，其能级如图所示，在400nm和
4F2500nm附近有两个吸收带和F1，二者均有较宽的带宽（约50mm）和较短的44FA能级寿命。Cr在泵浦光作用下由基态2跃迁到2和F1能带，随后通过无辐
?3?344
2射跃迁迅速弛豫到激光上能级E,并由其中较低的一条E回到基态，同时产生波
长694.3nm的辐射。
4F14F2｝E2泵浦694.3nm
Cr?3能级和跃迁图
2.提高激光准直的精度需要考虑哪些因素？
???答： 由公式
?0f?可知，激光的发散角??与?0和?'有关，要想获得较小的?'，