3. 杜德罗夫斯基 A 著. 王之江等译. 光学仪器理论 第一卷. 北京：科学出版社，1958 4. Born M and Wolf E. Principles of Optics. Cambridge: Cambridge University Press, 1999 5. 王之江. 光学设计理论基础. 北京：科学出版社，1965 6. 袁旭滄. 应用光学. 北京：国防工业出版社，1988

7. Smith W J. Modern Optical Engineering. Boston: The McGreaw-Hill Companies, Inc, 2001 8. Ditteon Richard. Modern Geometrical Optics. New York: John Wiley & Sons, Inc, 1998 9. Walker Bruce H. Optical Engineering Fundamentals. Bellingham, Washington: SPIE, 1998 10. Fischer Robert E. Optical System Design. New York: Mcgraw- Hill, 2000

11. Jenkins F, White H. Fundamentals of Optics. New York: The McGreaw-Hill Companies, Inc, 1976

习题：

1、针对位于空气中的正透镜组（f??0 ）及负透镜组（ f??0 ），试用作图法分别对以下物距

??,?2f,?f,?求像平面的位置。

2、已知照相物镜的焦距f??75mm ，被摄景物位于（以F点为坐标原点）试求照相底片应分别放在离物镜的像方焦面多远的x???,?10m,?8m,?6m,?4m,?2m处，地方。

3、设一系统位于空气中，垂轴放大率???10，由物面到像面的距离（共轭距离）为7200mm，物镜两焦点间距离为1140mm。求该物镜焦距，并绘出基点位置图。

4、已知一个透镜把物体放大 ?3 投影在屏幕上，当透镜向物体移近18mm时，物体将被放大 ?4? ，试求透镜的焦距，并用图解法校核之。

5、一个薄透镜对某一物体成一实像，放大率为 ?1? ，今以另一个薄透镜紧贴在第一透镜上，则见像向透镜方向移动20mm，放大率为原先的 34 倍，求两块透镜的焦距为多少？ 6、有一正薄透镜对某一物成倒立的实像，像高为物高的一半，今将物面向透镜移近100mm，

??f2,0,f2,f,2f,?

5

则所得像与物同大小，求该正透镜组的焦距。

7、希望得到一个对无限远成像的长焦距物镜，焦距 f?? 1200mm，由物镜顶点到像面的距

??400mm，按最简单离（筒长）T?700mm，由系统最后一面到像平面距离（工作距）为lk结构的透薄镜系统考虑，求系统结构，并画出光路图。

?? 50mm，按最简单的8、一短焦距物镜，已知其焦距为35mm，筒长T?65mm，工作距离lk由两块透薄镜组成的系统结构考虑，求系统结构。

9、已知一透镜 r1?200mm， r2? 300mm， d?50mm， n?1.5 ,求其焦距、光焦度、基点位置。

10、一薄透镜组焦距为100mm，和另一焦距为50mm的薄透镜组合，其组合焦距仍为100mm，问两薄透镜的相对位置，并求基点位置，以图解法校核之。

11、长60mm，折射率为n?1.5 的玻璃棒，在其两端磨成曲率半径为10mm的凸球面，试求其焦距及基点位置。

12、一束平行光入射到平凸透镜上，会聚于透镜后480mm处，如在此透镜凸面上镀银，则平行光会聚于透镜前80mm处，求透镜折射率和凸面曲率半径。

13、试以两个薄透镜组按下列要求组成光系统：（1）两透镜组间隔不变，物距任意而倍率不变。（2）物距不变，两透镜组间隔任意改变，而倍率不变。问该两透镜在焦距间关系，求组合焦距的表示式。

14、由两个薄透镜组成一个成像系统，两薄透镜组焦距分别为f1?,f2? ， 间隔为 d，物平面位于第一透镜组的焦平面上，求此系统的垂轴放大率、焦距及基点位置的表示式。 15、一块厚透镜，n?1.6， r1?120mm，r2??320mm, d?30mm，试求该透镜的焦距及基点位置。如果物距l1??5m 时，问像在何处？如果平行光入射时，使透镜绕一和光轴垂直的轴转动，而要求像点位置不变，问该轴应装在何处？

16、如上题中的透镜第一面在水中，求基点位置及其物、像方焦距。当l1??5m 时，问像面应在何处？当平行光入射时，转轴装在何处，可使像点不移动？

17、有三个薄透镜，其焦距分别为f1??100mm， f2??50mm， f3??-50mm，其间隔 d1?10mm， d2?10mm，其组合系统的基点位置。

6

18. 有的照相机拍摄不同远近的目标时，采用物镜中的前片进行调焦的方式。设前片的焦距为75mm，试求在拍摄距离分别为?0.8m、?1m、?1.5m、?5m、?10m、?20m时，前片透镜相对于l???时的原始位置调焦的距离。

4 平面反射镜与反射棱镜

参考文献：

1. Lian Tongshu. Theory of Conjugation for reflecting Prisms. Oxford: IAP,1991 2. 连铜淑. 棱镜调整. 北京：国防工业出版社，1978

3. 连铜淑. 反射棱镜共轭理论. 北京：北京理工大学出版社，1988

4. 袁旭滄. 应用光学. 北京：国防工业出版社，1973（及1979, 1988等版）

5. 何绍宇，郑长英. 棱镜位移和微量旋转引起的光路变化. 见：第一机械工业部情报所. 光学设计文集. 北京：第一机械工业部情报所，1973，p243-256 6. 唐家范. 四元数在光学仪器中的应用. 云光技术, 1975(4)

7. Hopkins R E. Geometrical Optics and Optical Design. In: U.S. Military Handbook. Sinclair Optics, 1987, p1-52

8. 毛文炜. 棱镜调整的矩阵分析. 云光技术， 1981(5), p1-12

9. 毛文炜. 反射棱镜作用矩阵的特征值和特征向量. 光学仪器，9(3), 1987, p1-5

10. 毛文炜 ，王民强，连铜淑. 新基下的棱镜作用矩阵. 清华大学学报，33(2), 1993, p106-109 11. 毛文炜. 棱镜转动定理. 清华大学学报，34(2), 1994, p108-112

12. Mao Wenwei. Adjustment of Reflecting Prisms. Optical Engineering, 34(5), 1995, p79-82 13. 毛文炜. 反射棱镜的制造误差与调整. 清华大学学报，36(10), 1996, p73-79 14. 毛文炜. 棱镜制造误差造成的光路变化与调整. 清华大学学报，37(11), 1997, p87-89 15. Mao Wenwei. Error and Adjustment of Reflecting Prisms. Optical Engineering, 36(12),1997, p3367-3371

16. 毛文炜. 位于平行光路中的光楔产生的畸变. 清华大学学报，39(4), 1999, p42-45 17. 毛文炜. 棱镜第二光学平行度所致的畸变与像倾斜. 清华大学学报，39(4), 1999, p46-48

7

18. Mao Wenwei , Xu Yuxian. Distortion of Optical Wedges with a Large Angle of Incidence in a Collimated Beam. Optical Engineering, 38(4), 1999, p1-6

19. Mao Wenwei , Wang Boxiong. Analysis of Slyusarev Optical Wedge Distortion. Optical Engineering, 35(6), 2000, p1722-1724

20. 毛文炜. 刚体定点转动的欧拉定理. 大学物理，1988(4),p15-16

21. 连铜淑. 论我国棱镜调整理论中的“刚体运动学”体系. 北京：北京工业学院工程光程系，1983（内部资料）

22. Hopkins R E. Mirror and prism system. In: Applied Optics and Optical Engineering, Vol. III, R Kingslake Ed. New York: Academic Press INC,1965

23. 李士贤，李林.光学设计手册. 北京：北京理工大学出版社，1996

习题：

1. 以①一次反射的直角棱镜、②两次反射的直角棱镜、③直角屋脊棱镜为例，画出它们的轴测图并分别指出它们的入射面、出射面、主截面、工作面和非工作面。

2. 画出①一次反射的直角棱镜、②两次反射的直角棱镜、③直角屋脊棱镜、④五角棱镜、⑤列曼棱镜、⑥列曼屋脊棱镜的主截面图，并判断它们各自的成像方向。 3. 试问，所有的反射棱镜展开以后都是一块平行平板玻璃吗？并举实例说明之。 4. 分别计算如下棱镜的展开长度，假定它们的入射面口径都是10mm：

①一次反射的直角棱镜、②两次反射的直角棱镜、③直角屋脊棱镜、④五角棱镜、⑤列曼棱镜、⑥列曼屋脊棱镜。

5. 分别计算出如下棱镜的特征方向：

①一次反射的直角棱镜、②两次反射的直角棱镜、③直角屋脊棱镜、④五角棱镜、⑤列曼棱镜、⑥列曼屋脊棱镜。

6. 在参考文献2中找出如下所例的各棱镜，画出主截面图，列出各工作面间的角度参数，并写出它们各自的作用矩阵： ①列曼屋脊棱镜LIIIJ?0、②等腰屋脊棱镜DIII?J?45、③屋脊棱镜DIII?J?180、④

????复合棱镜FYJ?60、⑤复合棱镜FP?0、⑥别汉屋脊棱镜FBJ?0、⑦阿贝屋脊棱镜

FAJ?0。

? 8