光学-第六章习题.ppt

第六章习题 1 1、一一般般钨钨丝丝白白炽炽灯灯各各方方向向的的平平均均发发光光强强度度（cdcd）大大约约和和灯灯泡泡的的功功率率（W W）相相等等，问问灯灯泡的光视效能如何泡的光视效能如何?注意问题：光视效能是有单位的，单位为流明每瓦，注意问题：光视效能是有单位的，单位为流明每瓦，不能写为不能写为lm.2、日日常常生生活活中中人人们们说说40W的的日日光光灯灯比比40W的的白白炽炽灯灯亮亮，是是否否说说明明日日光光灯灯的的光光亮亮度度比比灯灯泡泡大大？这这里里所所说说的的亮亮是是指指什么？什么？答：答：40W40W的白炽灯和的白炽灯和40W40W的日光灯所消耗的功率是相等的的日光灯所消耗的功率是相等的（或者说辐射的通量是相等的）。但它们的发光效率不（或者说辐射的通量是相等的）。但它们的发光效率不一样，或者说它们的光视效能不一样，也就是说日光灯一样，或者说它们的光视效能不一样，也就是说日光灯发出的发出的光通量大于白炽灯光通量大于白炽灯，这里所说的亮是指光通量，这里所说的亮是指光通量（或光视效能）。（或光视效能）。问题分析：问题分析：1 1、认为日光灯的发光亮度高、认为日光灯的发光亮度高 光亮度是一个与发光投影面积成反比，与发光强度成光亮度是一个与发光投影面积成反比，与发光强度成正比的量，日光灯的光通量虽然高，但正比的量，日光灯的光通量虽然高，但发光面积也大发光面积也大，光亮度不一定高。光亮度不一定高。2 2、认为亮指发光强度大、认为亮指发光强度大 不够确切，因发光强度与某发光点上的光通量不够确切，因发光强度与某发光点上的光通量成正比，与立体角成反比。日光灯可认为是一个成正比，与立体角成反比。日光灯可认为是一个面光源，算到某点上光通量并不比白炽灯高。面光源，算到某点上光通量并不比白炽灯高。3 3、有的认为，亮是对眼睛的光照度大、有的认为，亮是对眼睛的光照度大 这没错，亮是眼对照度的感觉，但归根到底是这没错，亮是眼对照度的感觉，但归根到底是眼睛接收的光通量大。回答冷统、不具体？眼睛接收的光通量大。回答冷统、不具体？4 4、有的认为辐射波长不同，引起人眼视觉差别，、有的认为辐射波长不同，引起人眼视觉差别，这不是主要原因这不是主要原因。3 3、我我们们晚晚上上看看天天空空的的星星星星，有有的的亮亮有有的的暗暗，是是否否说说明明亮亮的的星星星星光光亮亮度度大大？我我们们白白天天看看到到天天空空的的白白云云比比蓝天亮，这里所说的亮是指什么？蓝天亮，这里所说的亮是指什么？答：答：1 1、由人眼对发光点的主观光亮度公式：、由人眼对发光点的主观光亮度公式：星星的亮暗除了与发光强度有关，还与距离的平星星的亮暗除了与发光强度有关，还与距离的平方有关。有同样发光强度（光亮度）的两个星星，方有关。有同样发光强度（光亮度）的两个星星，距离远的，我们就感觉暗。所以说亮的星星亮度距离远的，我们就感觉暗。所以说亮的星星亮度大大并不确切并不确切，还与观察距离有关。，还与观察距离有关。2 2、对于白云和蓝天的观察，其亮暗由发光面的、对于白云和蓝天的观察，其亮暗由发光面的主观光亮度公式：主观光亮度公式：显然，对于同时观察白云和蓝天的眼睛而言，显然，对于同时观察白云和蓝天的眼睛而言，是不变的，因此，白云亮说明白云是不变的，因此，白云亮说明白云的亮度大，这里的亮是指观察物体的光亮度。的亮度大，这里的亮是指观察物体的光亮度。存在的问题：存在的问题：1 1、有同学回答，亮是指人眼的主观光亮度；或者说视网、有同学回答，亮是指人眼的主观光亮度；或者说视网膜上单位面积接受的光通量光照度。太冷统，不具膜上单位面积接受的光通量光照度。太冷统，不具体。体。2 2、对白云和蓝天亮暗的感觉，是对不同颜色的波长的视、对白云和蓝天亮暗的感觉，是对不同颜色的波长的视觉强度不同造成的。不是主要原因。因白色包含了全部觉强度不同造成的。不是主要原因。因白色包含了全部颜色。颜色。3 3、从星星的光视效能出发解释，当然不对。这里须注意：、从星星的光视效能出发解释，当然不对。这里须注意：光视效能是指发光效率，通常是对人工发光体而言，是光视效能是指发光效率，通常是对人工发光体而言，是指消耗了多少能量，发了多少光。指消耗了多少能量，发了多少光。4 4、照照相相时时光光圈圈数数取取8 8，曝曝光光时时间间用用1/50s,1/50s,为为了了拍拍摄摄运运动动目目标标，将将曝曝光光时时间间改改为为1/500s1/500s，问问应应取多大的光圈数？取多大的光圈数？另一种做法：由H=Et知，曝光时间为原来的1/10，则要求曝光量不变，像平面光照度也要相应增加10倍，因光照度与相对孔径的平方成正比，所以相对孔径应该为原来的 倍，或者说光圈数为原来的 倍，即光圈的选取方法：光圈数取值往小处取，保证曝光量。光圈数2和光圈数2.8，通常取2。5 5、用用于于跟跟踪踪天天空空飞飞行行目目标标的的电电视视摄摄像像机机，摄摄像像管管要要求求最最低低的的像像面面光光照照度度为为20lx20lx，假假定定天天空空的的光光亮亮度度为为2500cd/m2500cd/m2 2,光光学学系系统统的的透透射射比比为为0.70.7，问问要要求求使使用用多多大大相相对对孔孔径径的的摄摄像物镜？像物镜？1 1、物物镜镜的的相相对对孔孔径径不不是是光光阑阑的的相相对对孔孔径径，不不需需要要按按光光圈圈数数往往小小取取值值的的原原则则取取值值。只只要要相相对孔径取大于计算值就可以了。对孔径取大于计算值就可以了。2 2、因因按按最最低低像像面面光光照照度度设设计计，相相对对孔孔径径也也不不能小于计算值。能小于计算值。6、双目望远镜的光学系统中，所有凹透镜都是用火石玻璃做的，凸透镜和棱镜是用冕玻璃做的，透镜和棱镜中总的光路长为110mm，计算光学零件表面不镀增透膜和镀增透膜两种情况下系统的透射比。解：系统中有解：系统中有3个凹面镜表面与空气个凹面镜表面与空气接触，即火石玻璃面接触，即火石玻璃面3个。个。冕玻璃与空气接触面：冕玻璃与空气接触面：3个凸透镜面、个凸透镜面、2个分划板面、个分划板面、4个棱镜面个棱镜面，共，共9个面。个面。火石玻璃与空气接触面透射比为火石玻璃与空气接触面透射比为0.95冕玻璃与空气接触面透射比为冕玻璃与空气接触面透射比为0.961、当不镀膜时，总透射比：2、镀膜时，按每面透射比0.99计算：问题：1、棱镜面计算问题，全反射面不能算；2、漏掉分划板；3、死套公式