Министерство культуры Российской Федерации государственное образовательное учреждение Санкт-Петербургский государственный университет кино и телевидения. Кафедра физики и оптики.Прикладная оптика Методические указания и контрольная работа 2 для студентов всех форм обучения специальностей 201400 "Аудиовизуальная техника" и 190100 "Приборостроение"Санкт-Петербург 2002
Стоимость одной решенной задачи составляет ... руб Стоимость решения задачи на заказ от ... руб.
Решенные задачи:
Задача 1.1
Построить изображения предмета при его расположении на разных расстояниях от оптической системы. Задачу решить: а) для положительной системы при z=-2f ;z=-f ;z=0 ;z=1/2f ; б) для отрицательной системы при z=-4f ;z=-2f . Положение главных плоскостей выбрать произвольно (расстояние между главными плоскостями ). Для одного положения предмета показать на схеме расстояния ;a и a ;f и f ; z и z .
Дата выполнения: 25/10/2009
Задача 1.10
Предмет размером 24 мм проецируется объективом увеличителя с негатива на фотобумагу в изображение размером 120 мм. Плоскость фотобумаги удалена от плоскости негатива на расстояние мм. Определить фокусное расстояние объектива, если расстояние между его главными плоскостями равно ΔНН = 10 мм.
Дата выполнения: 18/06/2010
Задача 1.12
Определить величину изображения, создаваемого тонким объективом, если величина предмета 30 мм, его заднее фокусное расстояние 50 мм, а расстояние между предметом и изображением 300 мм.
Задача 1.14
Известно расстояние между осевой предметной точкой А и ее изображением А, находящимися друг от друга на расстоянии l , а также положение z точки изображения от заднего фокуса. Вычислить фокусное расстояние тонкого объектива.
Задача 1.16.2
Перемещая объектив между предметом и экраном, находящимися на расстоянии l0 друг от друга, получают на последнем изображения с увеличениями B1=B0 и B2=1/B0 . Расстояние между главными плоскостями объектива ...=10 мм. Выразить фокусное расстояние объектива через l0 и В0 и нн . Вычислить f , а также отрезки z и z0 при значениях l0 и B0 , указанных в таблице. Вычислить новое значение увеличения B , а также требуемое перемещение объектива для получения резкого изображения в том же (не сместившемся) экране, если предмет смещен (удален) на расстояние l (см.табл.1.2).
Задача 1.16.8
Перемещая объектив между предметом и экраном, находящимися на расстоянии l0 друг от друга, получают на последнем изображения с увеличениями B1=B0 и B2=/B0 . Расстояние между главными плоскостями объектива ...=-10 мм. Выразить фокусное расстояние объектива через l0 и B0 и ... . Вычислить f , а также отрезки z0 и z0 при значениях l0 и B0 , указанных в таблице. Вычислить новое значение увеличения B , а также требуемое перемещение объектива для получения резкого изображения в том же (не сместившемся) экране, если предмет смещен (удален) на расстояние l .
Задача 1.2.1
Построить всеми способами ход луча через положительную и отрицательную линзы
Задача 1.2.2
Построить всеми способами ход заданного луча через положительную и отрицательную линзы.
Задача 1.2.3
Дата выполнения: 21/03/2010
Задача 1.2.4
Построить всеми способами ход заданного луча через положительную и отрицательную линзы:
Задача 1.5.2
Рассчитать те параметры для тонких линз, расположенных в воздухе, которые пропущены в таблице 1.1, и охарактеризовать полученное изображение, выполнив построение хода лучей. (Длины указаны в мм, а оптические силы в диоптриях).
Задача 1.5.6
Задача 1.5.8
Задача 1.6
Тонкий проекционный объектив образует на экране, расположенном справа от объектива на расстоянии а = 1800 мм, действительное изображение высотой у = 100 мм. Вычислить фокусное расстояние объектива, если размер предмета у = 20 мм.
Задача 1.8
Определить взаимное расположение тонкой линзы с фокусным рас-стоянием 130 мм, расположенной в воздухе, предмета и экрана, на который проецируется с помощью этой линзы действительное изображение предмета с пятикратным увеличением. Как изменится это расстояние, если первая сре-да – вода?
Задача 2.10
Найти тот критический угол падения ε1 лучей на входную грань прямоугольной призмы, при котором отражающая гипотенузная грань ее может быть без зеркального покрытия, обеспечивая полное отражение. Показатель преломления призмы n = 1,5163.
Задача 2.11.2
Определить фокусное расстояние и положение главных плоскостей (отрезки Sf ,Sf ,Sh ,Sh ) в линзе, расположенной в воздухе и имеющей конструктивные параметры, указанные в таблице 2.2. Начертить линзу в правильном масштабе и показать ее главные плоскости и фокусы, а также расстояния, определяющие их положения. Диаметр D линз задать с учетом f (табл.2.1).
Задача 2.11.6
Определить фокусное расстояния и положение главных плоскостей (отрезки Sf ,Sf ,Sh ,Sh ) в линзе, расположенной в воздухе и имеющей конструктивные параметры, указанные в таблице 2.2. Начертить линзу в правильном масштабе и показать её главные плоскости и фокусы, а также расстояния, определяющие их положения. Диаметр линз задать с учётом t (табл. 2.1). Конструктивные параметры r1=-100 r2=-60 d=6 n=1.5421
Задача 2.11.7
Определить фокусное расстояния и положение главных плоскостей (отрезки Sf ,Sf ,Sh ,Sh ) в линзе, расположенной в воздухе и имеющей конструктивные параметры, указанные в таблице 2.2. Начертить линзу в правильном масштабе и показать её главные плоскости и фокусы, а также расстояния, определяющие их положения. Диаметр линз задать с учётом t (табл. 2.1). Конструктивные параметры r1=60 r2=100 d=6 n=1.5163
Задача 2.11.8
Определить фокусное расстояния и положение главных плоскостей (отрезки Sf ,Sf ,Sh ,Sh ) в линзе, расположенной в воздухе и имеющей конструктивные параметры, указанные в таблице 2.2. Начертить линзу в правильном масштабе и показать её главные плоскости и фокусы, а также расстояния, определяющие их положения. Диаметр линз задать с учётом t (табл. 2.1). Конструктивные параметры r1=-100 r2=100 d=6 n=1.5163
Дата выполнения: 09/01/2010
Задача 2.15.0
Определить фокусное расстояние и положение главных плоскостей конденсора, состоящего из двух одинаковых плоско-выпуклых линз, обращенных выпуклыми поверхностями друг к другу, с конструктивными параметрами, указанными в таблице 2.3. Начертить конденсор в правильном масштабе с учетом рекомендаций табл. 2.1, показать его главные плоскости и главные фокусы, а также расстояния, определяющие их положения. Конструктивные параметры: r1=r4=... -r2=r3=20 мм Толщина линзы d1=6 мм n=1.5163 Расстояние между линзами d=20 мм
Задача 2.15.1
Определить фокусное расстояние и положение главных плоскостей конденсора, состоящего из двух одинаковых плоско-выпуклых линз, обращенных выпуклыми поверхностями друг к другу, с конструктивными параметрами, указанными в таблице 2.3. Начертить конденсор в правильном масштабе с учетом рекомендаций табл. 2.1, показать его главные плоскости и главные фокусы, а также расстояния, определяющие их положения. Конструктивные параметры r1=r4=... -r2=r3=30 Толщина линзы d1=9 n=1.6199 Расстояние между линзами, d=20
Задача 2.15.2
Определить фокусное расстояние и положение главных плоскостей конденсора, состоящего из двух одинаковых плоско-выпуклых линз, обращенных выпуклыми поверхностями друг к другу, с конструктивными параметрами, указанными в таблице 2.3. Начертить конденсор в правильном масштабе с учетом рекомендаций табл. 2.1, показать его главные плоскости и главные фокусы, а также расстояния, определяющие их положения. Конструктивные параметры: r1=r4=... -r2=r3=40 толщина линзы d1 =12 n=1.6476 Расстояние между линзами: d=20
Задача 2.15.8
Определить фокусное расстояние и положение главных плоскостей конденсора, состоящего из двух одинаковых плоско-выпуклых линз, обращенных выпуклыми поверхностями друг к другу, с конструктивными параметрами, указанными в таблице 2.3. Начертить конденсор в правильном масштабе с учетом рекомендаций табл. 2.1, показать его главные плоскости и главные фокусы, а также расстояния, определяющие их положения. Конструктивные параметры: r1=r4=... -r2=r3=50 мм Толщина линзы d1=15 мм n=1.5421 Расстояние между линзами d=25 мм
Задача 2.18.8
Получить уравнение эллипсоидного зеркала, линейное увеличение которого β = –6. Центр предмета – разряда лампы – расположен в фокусе зеркала на расстоянии S = 90 мм от вершины зеркала. Решение пояснить схемой.
Задача 2.4
Микроскоп один раз наводится на резкое видение царапины на верхней поверхности плоскопараллельной пластинки толщиной d=5.1 мм, затем перефокусируется на резкое видение царапины на нижней поверхности пластинки. Разность отсчетов по микрометрическому винту микроскопа оказалось равной d0=3.4 мм. Определить по данным этих измерений показатель преломления стекла пластинки.
Задача 3.3
Проекционный объектив состоит из двух тонких компонентов 1 и 2 с фокусными расстояниями f1=118 мм и f2=140 мм. Выходной зрачок (со стороны экрана) совпадает с оправой компонента 2, находящегося на расстоянии d=93 мм от компонента 1. Определить фокусное расстояние объектива и положение входного зрачка. Решение пояснить схемой, показать положение зрачков.
Задача 3.4
Тонкий компонент с фокусным расстоянием 80 мм используется в качестве объектива, создающего изображение бесконечно удаленного предмета. Найти диаметр апертурной диафрагмы, установленной за объективом на расстоянии d=20мм, при котором объектив будет иметь относительное отверстие ε = 1:2. Определите диаметр оправы объектива, при котором оптическая сила будет свободна от виньетирования, если угловое поле объектива в пространстве предметов 2ω = 10º.
Дата выполнения: 12/05/2010
Задача 3.5
В фотоаппарате полевая диафрагма расположена в задней фокальной плоскости и имеет размеры 24х36 мм. Найти угловое поле в пространстве предметов, соответствующее диагонали полевой диафрагмы, для объективов Индустар-50 (f=50 мм) и Юпитер-9 (f = 85 мм). Плоскость предметов расположена в бесконечности.
Задача 3.9
Телеобъектив с фокусным расстоянием f=500мм мм состоит из двух компонентов, расположенных на расстоянии d=60 мм. Первый компонент положительный, а его оптическая сила по абсолютному значению вдвое меньше оптической силы отрицательного компонента. Диаметр оправ обоих компонентов 50 мм. Определить относительное отверстие телеобъектива.
Задача 4.10
Какой наибольшей величины объект можно рассмотреть при постоянном оптическом интервале микроскопа с увеличением и окуляром , линейное поле которого ?
Задача 4.2
Микроскоп снабжен объективом с линейным увеличением В=-40* и окуляром с f=25 мм. При какой длине волны света ... возможно раздельное наблюдение двух точек , находящихся на расстоянии ...=0.0005 мм, если диаметр выходного зрачка микроскопа D=0.8 мм?
Задача 4.7
Микроскоп состоит из объектива 20х0,40 (Воб = -20х, А =-0,40) с фокусным расстоянием fоб=84мм и окуляра с увеличением Гок=10х. Диаметр полевой диафрагмы Dпд=14мм. Найти: • видимое увеличение; • линейное поле; • оптическую длину тубуса; • угловое поле окуляра; • апертурный угол; • положение и диаметр выходного зрачка; • линейный дифракционный предел разрешения.
Задача 4.8
Предмет расположен на расстоянии – Z = 1,55 мм от переднего фокуса объектива микроскопа с f=1.55 мм, а его изображение рассматривается через окуляр с f=20 мм. Найти увеличение микроскопа и оптическую длину тубуса.
Задача 4.9
Вычислить линейный дифракционный предел разрешения электронного микроскопа ... , если длина волны де Бройля, соответствующая его потоку электронов, равна ..., а числовая апертура Аэ=0,1 . Во сколько раз разрешающая способность электронного микроскопа больше разрешающей способности наилучшего оптического микроскопа с числовой апертурой А=1,6 ? Определить теоретическое значение увеличения электронного микроскопа и сравнить его с практически достигнутым и равным 300000* .
Задача 5.1
Зрительная труба Кеплера имеет объектив с фокусным расстоянием мм и диаметром D1 = 30 мм. Найти диаметр выходного зрачка и его удаление от задней главной плоскости окуляра, если мм. Апертурной диафрагмой является оправа объектива.
Задача 5.7
Какими должны быть фокусные расстояния объектива и окуляра теле-скопической системы с увеличением Гт=3* и длиной 40 мм? Какой должна быть такая система – системой Кеплера или Галилея? Каков диаметр входного зрачка, если диаметр выходного зрачка D=4 мм?
Задача 6.10
Определить удаление плоскости фотослоя от последней преломляющей поверхности объектива и длину d удлинительного кольца, при которых возможна фотосъемка объекта, расположенного на расстоянии S = –100 мм от первой преломляющей поверхности объектива. Съемка производится фотоаппаратом «Зенит-С» с объективом «Индустар-22», характеристики которого: f=52.23 мм, относительное отверстие ε = 1:3,5;Sf=-41.2 мм,Sf=43.65 мм, Sum d =18.86 мм.
Задача 6.11
Фокусировка фотообъектива на разные дистанции наводки осуществляется передвижением тубуса объектива относительно его установки на бесконечность. Шкала дистанций одного из фотообъективов имеет градуировку: ∞; 20; 10; 7; 5; 4; 3; 2,5; 2; 1,75; 1,5; 1,25; 1 м. Определить удаление плоскости изображения до последней преломляющей поверхности объектива при установке его на указанные дистанции, если объектив имеет 50 мм, 40,8 мм.
Задача 6.14
Определить диаметр кружка рассеяния на киноэкране, если проекция производится при помощи объектива с f=100мм и e=1:2 ; если длина зрительного зала l=z=15м , а фильм смещен из плоскости, сопряженной с киноэкраном, на величину я=0,01мм .
Задача 6.15
Определить наибольшее допустимое значение относительного отверстия кинопроекционного объектива с 100 мм, если фильм при проекции смещается на от номинального положения, а допустимый диаметр кружка рассеяния на киноэкране равен 3 мм. Увеличение при проекции -250х.
Задача 6.16
Ось кинопроекционного объектива перпендикулярна плоскости киноэкрана. Проекция ведется объективом с мм, ε = 1:2. Увеличение при проекции составляет β = –100Х. Найти предельно допустимый угол наклона фильма в вертикальной плоскости, если допустимый диаметр кружка рассеяния на киноэкране не должен превышать δ=10 мм. Высота кадра h = 15,2 мм.
Задача 6.2
Для фотообъективов существует такое минимальное расстояние от входного зрачка до плоскости предметов Рг , при котором предметы изображаются еще резко, если объектив сфокусирован на бесконечность. Это расстояние называется гиперфокальным расстоянием. Найти величину гиперфокального расстояния при съемке f=40мм ; относительное отверстие 1:16. Считать максимально допустимый диаметр кружка рассеяния ...=0,04мм .
Задача 6.22
Разрешающая способность аэрофотообъектива с 500 мм равна N=10мм-1. На каком расстоянии δ разрешает такой объектив детали с высоты 7500 м?
Задача 6.23
Для негативной фотопленки «Фото 32» коэффициент передачи контраста при N1 = 40 мм-1 составляет Т1 = 0,65 и при N2 = 30 мм-1 Т2 = 0,75. У объектива «Гелиос-44» в центре поля при тех же пространственных частотах коэффициент передачи соответственно равен 0,55 и 0,65. Определить контраст фотографического изображения миры, у которой контраст составляет 0,5 при указанных выше пространственных частотах.
Задача 6.25
Какое возможно увеличение фотоснимков с пленки, зерно эмульсии которой имеет диаметр δэ = 3•10-3 мм, если снимки будут в дальнейшем рассматриваться с расстояния наилучшего видения ргл = 250 мм?
Задача 6.3
Необходимо провести съемку с экрана телевизора (диагональ экрана 61 см) так, чтобы изображение диагонали покрывала диагональ кадра 24х36 мм фотоаппарата «Зенит–Е» с объективом «Гелиос–44» с фокусным расстоянием f=58 мм. Минимальная дистанция съемки этим объективом 0,55 м. Определить дистанцию съемки? Осуществима ли съемка без применения удлини-тельных колец?
Задача 6.4
Определить фокусировочную подвижку объектива «Гелиос-89», если минимальная дистанция съемки 1 м.
Задача 6.8
Объективом «Индустар-69» ( 28 мм) необходимо сфотографировать пространство от 3 м до бесконечности. Определить диафрагменное число и дистанцию фокусировки, если 0.03мм.
Дата выполнения: 21/06/2010
Задача 7.1
Звуковоспроизводящий штрих должен иметь размеры 0,02×2,15 мм. Считая, что система звуковоспроизведения состоит из двух скрещенных цилиндрических линз, рассчитать размеры проецируемой диафрагмы, длину системы и расстояние между линзами, если βг = –0,5, βв = –1,5, мм, мм, расстояние от диафрагмы до первой линзы мм, а расстояние от второй линзы до плоскости фонограммы мм.
Задача 7.2
Анаморфная система должна создать изображение предмета со следующими увеличениями во взаимно перпендикулярных сечениях:Вг=-3 ;Вв=-5 . Расстояние плоскости изображения от плоскости предмета составляет 180 мм. Определить положение компонентов системы относительно плоскости предмета и их фокусные расстояния.
Задача 7.3
В широкоэкранном кинотеатре отношение длины экрана к высоте со-ставляет 2,55:1. Размеры кинокадра 23,16х18.16 мм. Какую анаморфозу должна иметь анаморфотная афокальная насадка, устанавливаемая перед ки-нопроекционным объективом? Решение пояснить с помощью схемы, пока-занной на рис.7.4.
Задача 7.6
Пучок света из лазера проходит через квадратную диафрагму со стороной 2мм. Найти увеличение аноморфотной оптической системы, преобразующий этот пучок в параллельный с размерами 4х16 мм. Выбрать оптическую систему с минимальным числом цилиндрических компонентов, исследовав возможность замены цилиндрических компонентов в одном сечении сферическими.
WhatsApp:
Telegram: +79119522521
