光学原理习题
光学练习题光的干涉和衍射计算

光学练习题光的干涉和衍射计算光学练习题:光的干涉和衍射计算在光学领域中,干涉和衍射是两个重要的现象。
干涉是指光波的叠加,而衍射是指光波通过一个小孔或者由一些障碍物组成的小孔时所发生的弯曲现象。
本文将通过一些光学练习题来帮助读者更好地理解光的干涉和衍射。
练习题一:单缝衍射假设一束波长为λ的单色光以近似平行的光线通过一个宽度为b的狭缝,距离屏幕的距离为D。
计算在屏幕上距离中央亮纹的距离为y 的位置,光的强度与y的关系。
解答:单缝衍射的衍射角θ可以通过衍射公式求得:sinθ = mλ / b其中,m为整数,表示衍射的级次。
由衍射角可以推导出亮纹间距d:d = y / D = λ / b根据亮纹间距d与y的关系可得:y = mλD / b光的强度与y的关系可以通过振幅叠加原理得到,即所有衍射波的振幅的平方和。
练习题二:双缝干涉考虑一束波长为λ的单色光以近似平行的光线通过一个双缝系统,两个缝的间距为d。
计算在屏幕上距离中央亮纹的距离为y的位置,光的强度与y的关系。
解答:双缝干涉的干涉角θ可以通过干涉公式求得:sinθ = mλ / d其中,m为整数,表示干涉条纹的级次。
由干涉角可以推导出亮纹间距D:D = y / d = λ / d根据亮纹间距D与y的关系可得:y = mλD / d光的强度与y的关系同样可以通过振幅叠加原理得到。
练习题三:杨氏实验杨氏实验是一种通过干涉现象测量光波波长的方法。
实验装置如下图所示:(图略)其中,S为光源,P为偏振器,L为透镜,SS'为狭缝,NN'为接收屏。
在一定条件下,可以观察到一系列等距的干涉条纹。
题目:假设在经过透镜前的光束为平行光,透镜到接收屏的距离为L,狭缝到接收屏的距离为D。
计算干涉条纹间距d与波长λ的关系。
解答:在杨氏实验中,根据几何关系可以推导出干涉条纹间距d与波长λ的关系:d = λL / D这个关系式可以用于测量光波的波长。
练习题四:薄膜干涉当一束光波从一个介质到达另一个介质时,由于介质的折射率不同,导致光波发生反射和透射。
《几何光学的基本原理》练习题(可编辑)

《几何光学的基本原理》练习题几何光学练习题一、填空题1.光的直线传播定律指出光在介质中沿直线传播。
2.全反射的条件是大于 ,光从光密介质射向光疏介质产生全反射。
3.虚物点是的的交点。
4.光学系统的物方焦点的共轭象点在 ,象方焦点的共轭点在。
5.某种透明物质对于空气的临界角为45°,该透明物质的折射率等于。
6.半径为r的球面,置于折射率为n的介质中,系统的焦距与折射率关,光焦度与折射率关。
7.共轴球面系统主光轴上,物方无限远点的共轭点定义为 ;象方无限远的共轭点定义为。
8.几何光学的三个基本定律是 , 和。
9.光学系统在成象过程中,其β-1.5,则所成的象为的象。
10.在符号法则中(光线从左向右入射)规定:主光轴上的点的距离从量起,左负右正;轴外物点的距离上正下负;角度以为始边,顺时针旋转为正,反之为负,且取小于π/2的角度;在图上标明距离或角度时,必须用。
11.当光从光密媒质射向媒质时,且满足入射角大于 ,就可以发生全反射现象。
12.当物处于主光轴上无穷远处,入射光线平行于主光轴,得到的象点称为 ,薄透镜成象的高斯公式是。
13.主平面是理想光具组的一对共轭平面;节点是理想光具组的一对共轭点。
14.在几何光学系统中,唯一能够完善成象的是系统,其成象规律为。
15.理想成象的条件是和。
16.曲率半径为R的球面镜的焦距为 ,若将球面镜浸入折射率为n的液体内,该系统的焦距为。
17.通过物方主点的光线,必通过象方 ,其横向放大率为。
18.将折射率n1.5的薄透镜浸没在折射率为1.33的水中,薄透镜的焦距等于空气中焦距的倍。
19.实象点是的光束的交点。
20.实物位于凹球面镜的焦点和曲率中心之间,象的位置在与之间。
21.筒内装有两种液体,折射率分别为n1和n2,高度分别为h1和h2,从空气(n1)中观察到筒底的像似深度为。
22.在符号法则中,反射定律的数学式为。
23.薄透镜置于介质中,物、象方焦距分别为和,光线通过薄透镜中心方向不变的条件是。
光学习题答案

P1:用费马原理证明光的反射定律1.有一双胶合物镜,其结构参数为:n 1=1r 1=83.220d 1=2 n 2=1.6199r 2=26.271d 2=6 n 3=1.5302r 3=-87.123n 4=1(1)计算两条实际光线的光路,入射光线的坐标分别为:L 1=-300; U 1=-2 °L 1= ∞ ; h=10 (2)用近轴光路公式计算透镜组的像方焦点和像方主平面位置及与 近轴像点位置。
P2:r/mm d/mm26.67189.67 5.2-49.66 7.95 25.47 1.6 72.11 6.7 -35.00 2.81.61411.64751.614l 1=-300 的物点对应的2. 有一放映机,使用一个凹面反光镜进行聚光照明,光源经过反光镜反射以后成像在投影物平面上。
光源长为10mm,投影物高为40mm ,要求光源像等于投影物高;反光镜离投影物平面距离为600mm ,求该反光镜的曲率半径等于多少?6. 已知照相物镜的焦距f′=75mm,被摄景物位于距离x=- ∞ ,-10,-8,-6,-4,-2m 处,试求照相底片应分别放在离物镜的像方焦面多远的地方9. 已知航空照相机物镜的焦距f′=500mm ,飞机飞行高度为6000m,相机的幅面为300× 300mm2,问每幅照片拍摄的地面面积。
10. 由一个正透镜组和一个负透镜组构成的摄远系统,前组正透镜的焦距f1′=100 ,后组负透镜的焦距f2 ′ =-50,要求由第一组透镜到组合系统像方焦点的距离与系统的组合焦距之比为1∶1.5,求二透镜组之间的间隔 d 应为多少? 组合焦距等于多少?11. 如果将上述系统用来对10m 远的物平面成像,用移动第二组透镜的方法,使像平面位于移动前组合系统的像方焦平面上,问透镜组移动的方向和移动距离。
12. 由两个透镜组成的一个倒像系统,设第一组透镜的焦距为f1 ′,第二组透镜的焦距为f2′,物平面位于第一组透镜的物方焦面上,求该倒像系统的垂轴放大率。
(完整版)光学仪器基本原理习题及答案

第四章 光学仪器基本原理1.眼睛的构造简单地可用一折射球面来表示,其曲率半径为5.55mm ,内部为折射率等于4/3的液体,外部是空气,其折射率近似地等于1。
试计算眼球的两个焦距。
用右眼观察月球时月球对眼的张角为1°,问视网膜上月球的像有多大?解;眼球物方焦距;当s ’=∞时,f=﹣5.55/﹙4/3﹣1﹚=﹣16.65㎜=﹣1.665㎝眼球的象方焦距:f '=s '=mm 2.2213455.534=-⨯当u=1°时,由折射定律n 1sinu 1=n 2sinu 2U 1=1°n 1=1,n 2=4∕3像高l '=f 'tanu 2=f 'sinu 2=f '×3∕4 sin1º=22.2×3∕4×0.01746=0.29mm2.把人眼的晶状体看成距视网膜2㎝的一个简单透镜。
有人能看清距离在100㎝到300㎝间的物体。
试问:⑴此人看清远点和近点时,眼睛透镜的焦距是多少?⑵为看清25㎝远的物体,需配戴怎样的眼镜?解:人眼s '=2cm. S 1=100cm.s 2=300cm近点时透镜焦距'f =21002100+⨯=1.961cm远点时透镜焦距f '=23002300+⨯ =1.987cm当s =﹣25cm 时s '=﹣100cm ﹦﹣1m34125.0100.1111=+-=---=-'=Φs s D 300=度3.一照相机对准远物时,底片距物镜18㎝,当镜头拉至最大长度时,底片与物镜相距20㎝,求目的物在镜前的最近距离?解:.18.0m f =' ms 20.0='照相机成像公式:f s s'=-'111 556.020.0118.01111-=+-='+'-=s f s ms 8.1-=目的物在镜前的最近距离为m8.14.两星所成的视角为8′,用望远镜物镜照相,所得两点相距1㎜,问望远镜物镜的焦距时多少?解:已知︒=︒⎪⎭⎫⎝⎛='=0667.06044u mmm l 001.01=='m u l f 8594.0667.0tan 001.0tan =--='='5.一显微镜具有三个物镜和两个目镜。
大学物理光学习题附答案

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33.5649:在如图所示的夫琅禾费衍射装置中,将单缝宽
度 a 稍稍变窄,同时使会聚透镜 L 沿 y 轴正方向作微小平移(单缝与
屏幕位置不动),则屏幕 C 上的中央衍射条纹将
(A) 变宽,同时向上移动
(B) 变宽,同时向下移动
(C) 变宽,不移动
(D)
变窄,同时向上移动
(E) 变窄,不移动
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34.5650:在如图所示的单缝夫琅禾费衍射装置中,设中央明
的部分
(A) 凸起,且高度为 / 4
(B) 凸起,且高度为 / 2
(C) 凹陷,且深度为 / 2
(D) 凹陷,且深度为 / 4 [
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平玻璃
空气劈尖
工件
O
n=1.68
n=1.60 n=1.58
O
3507 图
14.3507:如图所示,平板玻璃和凸透镜构成牛顿环装置,全 部浸入 n=1.60 的液体中,凸透镜可沿 OO 移动,用波长=500 nm(1nm=109m)的单色光垂直入射。 从上向下观察,看到中心是一个暗斑,此时凸透镜顶点距平板玻璃 的距离最少是
(C) 向棱边方向平移,条纹间隔不变
(D) 向远离棱边的方向平移,条纹间隔不变
(E)
向远离棱边的方向平移,条纹间隔变小
[
]
19.5326:两块平玻璃构成空气劈形膜,左边为棱边,用单色
平行光垂直入射。若上面的平玻璃以棱边为轴,沿逆时针方向作微
小转动,则干涉条纹的
(A) 间隔变小,并向棱边方向平移
(B) 间隔变大,并向远离棱边方向平移
一、选择题 1.3165:在相同的时间内,一束波长为的单色光在空气中和
在玻璃中
几何光学基本原理习题答案

几何光学基本原理习题答案几何光学是光学中的一个重要分支,研究光的传播和反射的规律。
它是光学理论的基础,也是应用最广泛的光学学科之一。
在学习几何光学的过程中,我们常常会遇到一些习题,下面我将为大家提供一些几何光学基本原理习题的答案。
1. 问题:一束光从空气射入玻璃介质,入射角为30°,折射角为20°,求玻璃的折射率。
解答:根据折射定律,光线从空气射入玻璃介质时,入射角、折射角和两种介质的折射率之间满足关系:n1*sinθ1 = n2*sinθ2。
其中,n1为空气的折射率,一般取为1;θ1为入射角,θ2为折射角,n2为玻璃的折射率。
代入已知条件,得到:1*sin30° = n2*sin20°。
解方程可得:n2 ≈ 1.5。
所以,玻璃的折射率约为1.5。
2. 问题:一束光从玻璃射入空气,入射角为60°,折射角为45°,求玻璃的折射率。
解答:同样根据折射定律,光线从玻璃射入空气时,入射角、折射角和两种介质的折射率之间满足关系:n1*sinθ1 = n2*sinθ2。
其中,n1为玻璃的折射率,θ1为入射角,θ2为折射角,n2为空气的折射率,一般取为1。
代入已知条件,得到:n1*sin60° = 1*sin45°。
解方程可得:n1 ≈ 1.15。
所以,玻璃的折射率约为1.15。
3. 问题:一束光从玻璃射入水,入射角为45°,折射角为30°,求水的折射率。
解答:同样根据折射定律,光线从玻璃射入水时,入射角、折射角和两种介质的折射率之间满足关系:n1*sinθ1 = n2*sinθ2。
其中,n1为玻璃的折射率,θ1为入射角,θ2为折射角,n2为水的折射率。
代入已知条件,得到:n1*sin45° = n2*sin30°。
解方程可得:n2 ≈ 1.33。
所以,水的折射率约为1.33。
4. 问题:一束光从空气射入玻璃,入射角为60°,折射角为90°,求玻璃的折射率。
光学原理习题答案

光学原理习题答案1. 一束光线从空气射入玻璃,发生折射现象。
如果光线的入射角为30°,玻璃的折射率为1.5,求折射后光线的折射角。
解,根据折射定律可知,入射角 i、折射角 r 和介质折射率 n 之间的关系为n=sin(i)/sin(r)。
代入已知数据,得到sin(30°)/sin(r)=1.5,解得sin(r)=sin(30°)/1.5,r=arcsin(sin(30°)/1.5),计算得到 r≈20°。
2. 一束光线从水中射入空气,发生折射现象。
如果光线的入射角为45°,水的折射率为1.33,求折射后光线的折射角。
解,同样根据折射定律可知,入射角 i、折射角 r 和介质折射率 n 之间的关系为 n=sin(i)/sin(r)。
代入已知数据,得到 sin(45°)/sin(r)=1.33,解得sin(r)=sin(45°)/1.33,r=arcsin(sin(45°)/1.33),计算得到 r≈33.75°。
3. 一束光线从空气射入玻璃,发生全反射现象。
如果光线的入射角为45°,玻璃的折射率为1.5,求临界角。
解,根据全反射的条件,当入射角大于临界角时,光线发生全反射。
临界角可以通过折射定律的反推得到,即 sin(c)=1/n,代入已知数据,得到 sin(c)=1/1.5,c=arcsin(1/1.5),计算得到 c≈41.81°。
4. 一束光线从玻璃射入水,发生折射现象。
如果光线的入射角为60°,水的折射率为1.33,求折射后光线的折射角。
解,根据折射定律可知,入射角 i、折射角 r 和介质折射率 n 之间的关系为n=sin(i)/sin(r)。
代入已知数据,得到 sin(60°)/sin(r)=1.33,解得sin(r)=sin(60°)/1.33,r=arcsin(sin(60°)/1.33),计算得到 r≈43.3°。
几何光学基本原理习题及答案

A
A
C
B
B
题3.21图
22.一折射率为1.5的薄透镜,其凸面的曲率半径为5cm,凹面的曲率半径为15cm,且镀上银
(见题3.22图).试证明:当光从凸表面入射时,该透镜的作用相当于一个平面镜.(提示:物经过
凸面折射,凸面反射和凹面再次折射后,s’-=s,b=1.)
解:经第一界面折射成像:
n'nn'n
∵sr
's
其中,n'=1.5 ,n=1,rr
1=5cm,s's'
1
111
∴1.1.5s
s'5
题3.22图
经第二界面(涂银面)反射成像:
112
∵ssr
'
,其中,s's'2,ss'1,rr1=15cm
1,rr1=15cm
121
∴s'
15
s'
2
再经第一界面折射成像:
n'nn'n
nnnn
解:由球面镜成像公式:r
ss
,当s=日时,s= r,气泡在球心。
r
当s=2
时,s=6.05cm,气泡在距球心3.95 cm处。
13.直径为1m的球形鱼缸的中心处有一条小鱼,若玻璃缸壁的影响可忽略不计,求缸外观察者
所看到的小鱼的表观位置和横向放大率.
nnnn
解:由:ssr,又s=r,∴s=r=15cm,即鱼在原处。
O
C
‘
O
’
n
其中AOBACC B。
又∵
‘
B
AOBAOOBAOOBAOB,C BCB
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第一章 几何光学基本原理习题1.1 用费马原理推导光的反射定律1.2 一根长玻璃棒的折射率为1.6350,将它的左端研磨并抛光成半径为2.50cm的凸球面。
在空气中有一小物体位于光轴上距球面顶点9.0cm处。
求:(1)球面的物方焦距和象方焦距;(2)光焦度;⑶象距;⑷垂轴放大率;(5)用作图法求象。
1.3 将一根40cm长的透明棒的一端切平,另一端磨成半径为12cm的半球面。
有一小物体沿棒轴嵌在棒内,并与棒的两端等距。
当从棒的平端看去时,物的表现深度为12.5cm。
问从半球端看去时,它的表现深度为多少?1.4 一透明玻璃小球的半径为1.50cm, 折射率为1.720,将它浸没在折射率为1.360的透明液体中。
若液体中有一束平行光入射到小球上,求这束平行光将向球的另一侧何处聚焦?1.5 一玻璃空盒的两端是共轴球面,一端是半径γ1=-1.65cm的凹面,另一端是半径γ2=1.650cm的凸面,两顶点之间的距离为1.850cm。
将盒在空气中密封后放入水中。
一高为1cm 的物体距凹球面的顶点10cm。
求物体经玻璃盒所成的象。
(假设玻璃的厚度可以略去不计)1.6 在一个直径为30cm的球形玻璃鱼缸中盛满水,鱼缸中心处有一尾小鱼。
若鱼缸薄壁的影响可以忽略不计,求缸外面的观察者所看到的鱼的表观位置及垂轴放大率。
1.7 为了把仪器刻度放大3倍,在它上面置一平凸透镜,并让透镜的平面与刻度紧贴。
假设刻度和球面顶点距离为30mm,玻璃的折射率为1.5,求凸面的半径应为多少?1.8 在半径为20cm的凸面镜右侧距顶点5cm处,有一高为2cm的虚物,试求象的位置和大小,并作图。
虚物的位置应在什么范围内才能形成实象?1.9 在单球面折射系统中,除球心而外尚有一对共轭点P和P'可用宽光束严格成象(如图),这一对共轭点称为齐明点或不晕点。
试证齐明点的物、象距满足下列关系:S=(1+n'/n)r; s=(1+n/n')r1.9图1.10 玻璃棱镜的折射棱角α为60°,对某一波长的光其折射率n为1.6,计算(1)最小偏向角;(2)此时的入射角;(3)能使光线从α角两侧透过棱镜的最小入射角。
1.11 在充满水的容器底部放一平面反射镜,人在水面上正视镜子看自己的象,若眼睛高出水面h1=5.00cm,水深h2=8.00cm,求眼睛的象和眼睛相距多远?象的大小如何?设水的折射率为n=4/3。
1.12 折射率n=1.50的薄透镜使物体在其后10cm处成实象。
不改变物体和透镜之间的距离,将它们沉浸在水中,则物体在镜后60cm处成象,求透镜的焦距。
1.13 一双凸透镜的球面半径为20cm,透镜材料的折射率为1.5,一面浸在水中,另一面置于空气中。
试求透镜的物方焦距和象方焦距。
1.14 用一薄凸透镜L1在屏上生成物体的清晰象,然后将另一个焦距为10cm的薄凸透镜L2放入会聚光束中距屏30cm处,问现在应将屏移至距L2多远的地方才能在屏上生成物体的清晰象?1.15 两薄透镜的焦距为f´1=5.0cm和 f´2=10.0cm,相距5.0cm。
若一高为2.50cm的物体位于第一透镜前15.0cm处,求最后所成象的位置和大小,并作出象的光路图。
1.16 透镜L1和L2的象方焦距分别为 -2.40cm和 +5.0cm,两透镜中心相距 1.50cm。
若在L1前8.0cm处置一高为2.50cm的物体,求最后象的位置和大小,并作出光路图。
1.17 一物体经两枚凸透镜折射成象,所得的是在物体位置处与物体同大的倒立虚象。
设第一透镜的焦距 已知,求物体的位置,第二透镜的焦距及两透镜的距离。
(注:本题有多解)1.18 一平凸透镜焦距为f´,平面镀银,在其前2f´处放一物体,高度为h。
求物体所成的最后象,并作图。
1.19 一折射率为1.5的薄透镜,其凸面的曲率半径为5cm,凹面的曲率半径为15cm,且镀上银。
试证明:当光从凸表面入射时,该透镜的作用相当于一个平面镜。
(提示:物经过凸面折射、凹面反射和凸面再次折射后,s´=-s;β=1。
)1.20 显微镜由焦距为1cm的物镜和焦距为3cm的目镜所组成,物镜与目镜之间的距离为20cm,问物体放在何处时才能使最后的象成在距离眼睛25cm处?作出光路图。
1.21 双凸薄透镜的折射率为1.5,│r1 │=10cm,│r2│=15cm,r2的一面镀银,物点P 在透镜前主轴上20cm处,求最后象的位置并作出光路图。
1.22 会聚透镜的发散透镜的焦距都是10cm,(1)与主轴成30°的一束平行光入射到每个透镜上,计算象点在何处?(2)在每个透镜左方的焦平面上离主轴1cm处各置一发光点,计算成象在何处?作出光路图。
1.23 一厚透镜两球面的光焦度分别为 5D和 8D,折射率为 1.50,中心厚度为18.75cm。
用矩阵法求此厚透镜主点的位置。
1.24 两薄透镜相距80cm,它们的光焦度为6D和-8D,用矩阵法求组合系统的光焦度及焦点和主点的位置。
1.25 惠更斯目镜由两个薄凸透镜L1、L2组成,其焦距分别为f1´=3a、f2´=a,两透镜相距d=2a,试用矩阵法求此目镜系统的主点位置和焦距。
1.26 冉斯登目镜由两个相同材料的平凸薄透镜组成,其一种结构形式为f1´=f2´=a,d=2/3a,试求此目镜系统的主点位置和焦距。
1.27 设有置于空气中的两薄透镜L1和L2,凸透镜L1的焦距为12cm,凹透镜的焦距为8cm,它们相距16cm。
一高为3cm的物体PQ位于L1前30cm处:(1) 用矩阵法求系统的主点和焦点;(2)用矩阵法求物体经系统所成的象,并用作图法验证你的结果。
1.28 用矩阵法重解1.15题。
1.29 用矩阵法重解1.18题。
1.30 空气中一个薄透镜组L1 、L2 、L3 ,它们的焦距分别是f1´=-20cm、f2´=40cm、f3´=30cm,d12=30cm、d23=30cm,今有一物放在L1的左方60cm处,用矩阵法求出象的位置和大小。
1.31 一个双凸透镜(f1´=6cm);一个凹面反射镜(R=20cm),一高为4cm 的物。
在透镜前12cm处,透镜在凹面反射镜前2cm,用矩阵法计算最后象 的位置和横向放大率。
第二章 光学仪器的基本原理习题2.1 眼睛的构造简单地可用一折射球面表示,其曲率半径为5.55mm,内部为折射率等于4/3的液体,外部是空气,其折射率近似地等于1,计算眼球的两个焦距。
若肉眼观察到月球时所见月球时的张角为1°,问视网膜上月球的象有多大?2.2 把人眼看成距视网膜2cm的一个简单透镜,有人能看清100cm到300cm内的物体,试问:(1)此人看清远点和近点时,眼睛透镜的焦距是多少?(2)为看清25cm远的物体,需配戴怎样的眼镜?2.3 一照相机对准远物时,底片距物镜18cm,当镜箱拉至最大长度时,底片与物镜相距20cm,求目的物在镜前最近应不小于若干距离?2.4 两星所成的视角为4',用望远镜物镜照相,所得两象点相距1mm,问望远镜物镜的焦距是多少?2.5 一显微镜具有三个物镜和两个目镜,三个物镜的焦距分别为16、4和1.9mm,两个目镜的放大本领分别为5和10倍。
设三个物镜造成的象都能落在象距为160mm处,问这显微镜的最大和最小的放大本领各为多少?2.6 一显微镜物镜焦距为0.5cm,目镜焦距为2cm,两镜间距为22cm,观察者看 到的象在无穷远处,试求物体到物镜的距离和显微镜的放大本领。
2.7 一灯(可认为是点光源)悬在圆桌中央的上空,桌的半径为R,为了使桌的 边缘能得到最大的照度,灯应悬在离桌面中心多少高度处?2.8 焦距为20cm的薄透镜,放在发光强度为15cd的点光源之前30cm处。
在透镜后面80cm处放一屏,在屏上得到明亮的圆斑。
不计透镜中光的吸收时,求圆斑的中心照度。
2.9 一个60w的灯泡,其发光效率为15Lm/w,假定把灯泡作为在各方向均匀发光 的点光源,求光源的发光强度为多少?在距灯泡2m处的垂直照明的屏上的光照度是多少?2.10 一个60w灯泡的发电效率为η=11Lm/w,若玻璃壳的损失不计,求该灯泡 发射的光通量、平均发光强度和平均照度。
第三章 光的干涉习题3.1在杨氏实验装置中,两孔间的距离等于通过孔的光波长的 100倍,接收屏与双孔相距50cm。
求第1级和第2级亮纹屏上的位置以及它们之间的距离。
3.2 在杨氏实验中,双孔相距为5.0mm,孔与接收屏相距为1.0m。
入射光中包含波长为480nm和600nm两种成分,因而看到屏上有两组干涉图样,试求这两种波长的第2级亮纹的距离。
3.3 设有两相干点源S1、S2相距为t,将接收屏垂直于S1、S2连线放置,接收屏至S1S2中点的距离为D,且D d,x。
问在接收屏上生成的干涉图样是什么形状?并证明第K级亮纹至并中心的距离为3.4 在双缝干涉装置中,缝S1和S2后面分别放置透明的塑料薄片T1和T2。
当二薄片插入后,屏上中央零级亮纹向下移至原先的第 10级亮纹位置上,已知入射光波长为600nm,T1和T2厚均为300μm,T2的折射率为1.52,求T1的折射率。
3.5 波长为λ的平行单色光以小倾角θ斜入射到间距为t的双缝上,设接收屏到双缝距离为D, (1)求零级主极大的位置;(2)假设在屏上到两缝的距离都相等的地方恰好出现暗条纹,倾角θ必须满足什么条件?3.6 设菲涅耳双面镜的夹角为15', 缝光源距双面镜交线10cm, 接收屏与光源经双面镜所成的两个虚像连线平行,屏与双面镜交线距离为210cm,光波长为600nm,求:(1)干涉条纹间距为多少?(2)在屏上最多能看到几条干涉纹?(3)如果光源到双镜距离增大一倍,干涉条纹有什么变化?(4)如果光源与双镜交线距离保持不变,而在横向有所移动,干涉条纹有什么变化?(5)为保证屏上的干涉条纹有很好的可见度,允许缝光源的最大宽度为多少?3.7 在比耶对初透镜干涉装置中,透镜焦距 =10cm,两半拉开的距离为1mm,若光源缝离透镜20cm,波长为5000A,接收屏离透镜450cm。
问:(1)屏上干涉条纹的间距是多少?(2)干涉条纹恰好消失时,光源缝的临界宽度是多少?3.8 用一个宽为0.1mm的缝作为杨氏双缝干涉实验的光源,缝用波长为5000A 的单色光照明,设光源缝至双缝距离为0. 5m,试问恰能观察到干涉条纹时,两缝间最大距离是多少?3.9 波长为6328A的He─He激光的谱线宽度Δλ=2×10 A。
试计算它的频谱宽度,相干长度 ,相干时间τ0各为多少?3.10 在杨氏双缝实验装置中,双缝相距0.5mm,接收屏距双缝1m, 点光源距双缝30cm,它发射λ=5000A的单色光。