《应用光学-谭峭峰》应用光学详细答案.docVIP

第一章作业： 1、根据费马原理证明反射定律。 答案：略 2、某国产玻璃的nC 1.51389, nd 1.5163, nF 1.52195，计算其阿贝数，并查出该玻璃的牌号。 答案：V 64.06、K9 3、求图1-5的入射角i1。 答案：25.81 4、已知入射光线A的三个方向余弦为cos 、cos 、cos ，反射光线A 的三个方向余弦为cos 、cos 、cos ，求法线方向。 答案：cos cos 、cos cos 、cos cos 5、在水中深度为 y 处有一发光点Q，作QO面垂直于水面，求射出水面折射线的延长线与QO交点Q 的深度 y 与入射角 i 的关系。 答案： 第二章作业： 1、一个玻璃球直径为400mm，玻璃折射率为1.5。球中有两个小气泡，一个在球心，一个在1/2半径处。沿两气泡连线方向，在球的两侧观察这两个气泡，它们应在什么位置？如在水中观察 水的折射率为1.33 时，它们又应在什么位置？ 答案：空气中：80mm、200mm；400mm、200mm 水中：93.99mm、200mm；320.48mm、200mm 2、一个折射面r 150mm, n 1, n 1.5，当物距l , 1000mm, 100mm, 0, 100mm, 150mm, 1000mm时，横向放大率各为多少？ 答案：0、 3/7、3/2、1、3/4、2/3、3/13 3、一个玻璃球直径为60mm，玻璃折射率为1.5，一束平行光射到玻璃球上，其汇聚点在何处？ 答案：l 15mm 4、一玻璃棒 n 1.5 ，长500mm，两端面为凸的半球面，半径分别为r1 50mm, r2 100mm，两球心位于玻璃棒的中心轴线上。一箭头高y 1mm，垂直位于左端球面顶点之前200mm处，垂直于玻璃棒轴线。试画出结构简图，并求a 箭头经玻璃棒成像在什么位置 l2 ？b 整个玻璃棒的垂轴放大率为多少？ 答案：l2 400mm、 3 5、一物体位于半径为r的凹面镜前什么位置时，可分别得到放大4倍的实像、放大4倍的虚像、缩小4倍的实像和缩小4倍的虚像？ 答案： 4，l 5r/8； 4，l 3r/8； 1/4，l 5r/2； 1/4，l 3r/2 第三章作业： 1、已知一个透镜把物体放大 3 ，当透镜向物体移近18mm时，物体将被放大 4 ，试求透镜的焦距。 答案：216mm 2、一个薄透镜对某一物体成实像，放大率为 1 。以另一薄透镜紧贴此薄透镜，则见像向透镜方向移动了20mm，放大率为原来的3/4，求两薄透镜的焦距。 答案：40mm、240mm 3、一束平行光入射到平凸透镜上，汇聚于透镜后480mm处。如在此透镜凸面上镀反射膜，则平行光汇聚于透镜前80mm处，求透镜折射率和凸面曲率半径。 答案：1.5、 240mm 4、试以两个薄透镜按下列要求组成光学系统：两透镜间距不变，物距任意而倍率不变；物距不变，两透镜间隔任意改变，倍率不变。 答案：d f1 +f2 、 f2 /f1 l1 f1，两透镜间为平行光路 5、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，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，问该轴安装在何处？ 答案：f 149.27mm、lF 135.28mm、lF 144.02mm、lH 13.99mm、lH 5.25mm l2 139.87mm 像方节点，即像方主点 6、由两薄透镜组成的对无穷远物成像的短焦距物镜，已知其焦距为35mm，筒长T 65mm，后工作距为50mm，求系统结构。 答案：反远距型，f1 35mm、f2 25mm、d 15mm 7、有一玻璃半球，折射率为1.5，半径为50mm，平面镀反射层，一高为5mm的小物体放在球面顶点前方100mm处，求经过该玻璃半球最后成像的位置及像的虚实、正倒。 答案：像的位置与物体重合，倒立等大实像 过程：以下解答中R为球面半径50 mm，物体距球面顶点2R 100 mm。 1 逐次求像法 　　整个系统实际上是由一个平凸透镜和一个平面反射镜密接组成的，求PQ 的像可以用逐次求像法　　凸球面折射成像： 光是从左向右入射到凸球面上的， 因此球面折射公式中的n 1，n′ 1.5，l -2R，r R，即，由此解得l′ ∞，这表明像在无穷远，或者说入射光线经球面折射后成为平行光线。 　　平面镜反射成像： 经球面折射后形成的平行光线，入射到平面镜上（物在右方无穷远）， 仍以平行光线反射（像仍在右方无穷远）。 　　凹球面折射成像：经平面镜反射的平行光线继续经过球面折射。只是此时相对于球面来说， 光线