13几何光学作业

r1r2 (40)40 f′= = = 31 (n 1)(r2 r1) (1 , L2 分别为凸透镜和凹 透镜,前面放一小物, 透镜,前面放一小物,移动屏幕到 L2 后20cm 处接收到像. 撤去, 的 S1 处接收到像.现将凹透镜 L2 撤去,将 屏幕移前5cm 5cm至 重新接收到像, 屏幕移前5cm至 S2 处,重新接收到像,凹透 的焦距为() 镜 L2的焦距为() A.B.A.-20cm B.-40cm C.D.C.-60cm D.-80cm
1 1 1 = l′ l f ′ 1 1 1 = ′ l2 l2 f2′
1 1 1 = l′ = 60 l′ 30 20
1 1 1 ′ = l2 = 100 6 ′ l2 60 10 20
100 ′ l2 ′ 60 l 6=2 β = β1β2 = = 3 l l2 30 50
(不要求 不要求) 7. (不要求)照相机的透镜往往采用两个薄透 镜胶合而成,一个是焦距为10cm的凸透镜, 10cm的凸透镜 镜胶合而成,一个是焦距为10cm的凸透镜, 另一个是焦距为15cm的凹透镜, 15cm的凹透镜 另一个是焦距为15cm的凹透镜,那么这一透 镜组的焦距为() 镜组的焦距为() A.5cm A.5cm B.6cm C.20cm D.30cm
第十三章
(一)选择题
几何光学
1. 光从玻璃进入金刚石的相对折射率 1.60,玻璃的绝对折射率是1.50. 1.50.这 是1.60,玻璃的绝对折射率是1.50.这 金刚石的绝对折射率为(). 金刚石的绝对折射率为(). A. 1.55 B. 1.70 C. 2.40 D. 3.10
光线从折射率为1.4 1.4的稠密液体射向该 2. 光线从折射率为1.4的稠密液体射向该 液体和空气的分界面,入射角的正弦为0.8 0.8, 液体和空气的分界面,入射角的正弦为0.8, 则有(). 则有(). A.出射光的折射角的正弦将小于0.8 A.出射光的折射角的正弦将小于0.8 出射光的折射角的正弦将小于 B.出射光的折射角的正弦将大于 出射光的折射角的正弦将大于0.8 B.出射光的折射角的正弦将大于0.8 C.光线将内反射 D.光线将全部吸收 C.光线将内反射 D.光线将全部吸收 3.光束由介质II射向介质I 3.光束由介质II射向介质I,在界面上发生 光束由介质II射向介质 全反射,则光在介质I II中的传播速度 全反射,则光在介质I,II中的传播速度 v1 的大小为() 和 v2 的大小为() A. v1 > v2 B. v2 > v1 D. 法 别 1, 2的 小 无 判 v v 大 C. v1 = v2
n′ n n′ n 解 : = l′ l r
1.50 1 0.5 = l′ = 9 l′ 6 ∞
′ ′ n2 n2 n2 n2 = ′ l2 l2 r 2
1.5 0.5 3 1 = t = 49 8 ∞ t 9 t 8
5. (不要求)有一长 不要求)有一长40cm的玻璃箱(其壁厚可略)箱 的玻璃箱( 的玻璃箱 其壁厚可略) 内装水(如图所示),在箱的一端开一圆孔, ),在箱的一端开一圆孔 内装水(如图所示),在箱的一端开一圆孔,嵌上一平 凹薄透镜, 凹薄透镜,其焦距 f ′ =12cm,如果在镜的外面距透镜 18cm处有一物体 ,问物体 的像在何处,放大率是多 处有一物体A,问物体A的像在何处 的像在何处, 处有一物体 少?其中水的折射率为4/3,玻璃的折射率为3/2. 其中水的折射率为 ,玻璃的折射率为 .
1 1 1 1 1 1 = + = + = f ′ f1′ f2′ 10 15 30
一物体置于焦距为8cm的薄凸透镜前12cm 8cm的薄凸透镜前 8. 一物体置于焦距为8cm的薄凸透镜前12cm 现将另一焦距为6cm 6cm的薄凸透镜放在第一 处,现将另一焦距为6cm的薄凸透镜放在第一 透镜右侧30cm 30cm处 则最后成像的性质为() 透镜右侧30cm处,则最后成像的性质为() A.一个放大的实像 B.一个缩小的实像 A.一个放大的实像 B.一个缩小的实像 C.无像或成像于无穷远 D.一个放大的虚像 C.无像或成像于无穷远 D.一个放大的虚像 E一个缩小的虚像
r1r2 (r2 )(r1) f′= = = f1′ (n 1)(r2 r1) (n 1)[(r1) (r2 )]
7. (不要求)一面镜子失落在水深 不要求)一面镜子失落在水深30cm的 的 水桶底部,人眼在离水面15cm处向下俯视 水桶底部,人眼在离水面 处向下俯视 桶底的镜子,看到镜子里眼睛的像, 桶底的镜子,看到镜子里眼睛的像,它离 cm. 人眼的距离为 .
4.(不要求)一薄透镜由折射率为1.5的玻 4.(不要求)一薄透镜由折射率为1.5的玻 1.5 璃制成,将此薄透镜放在折射率为4/3 4/3的水 璃制成,将此薄透镜放在折射率为4/3的水 中.则此透镜的焦距数值就变成原来在空气 中焦距数值的() 中焦距数值的() A.2 B.3倍 A.2倍 B.3倍 C.4倍 D.1.5/1.333倍 C.4倍 D.1.5/1.333倍 n′ n′ 2 f′= n n′ = 4 倍数= ′ n2 n n n1 1 + r2 r2 n 1
4.一点光源位于水面下 一点光源位于水面下20cm处,光从水中 一点光源位于水面下 处 出射,水的折射率为4/3, 出射,水的折射率为 ,则在水面上形成 的最大圆的半径为 0.4536 m. . 4 7 6 1.2 7 = D = sin i =1 0.2 D 7 3
λ 5. 在空气中频率为 5×1014 Hz 的单色光进 入某种透明介质后波长变为 400nm ,则此 介质的折射率为 1.5 ,光在介质内的频 14 率为 5×10 Hz . u u = 2×108 m/ s λ= v 6.当用曲率半径不等的一双凸透镜在同种 6.当用曲率半径不等的一双凸透镜在同种 介质中对一实物成像, 介质中对一实物成像,若先后使透镜两凸 面分别面向物(物距不变), ),两次成像大 面分别面向物(物距不变),两次成像大 相同(不变) 相同(不变) 小相同(不变),位置 相同(不变).
l′ 12 β= = =4 l 3
一透镜组由两个共轴的薄透镜组成, 6. 一透镜组由两个共轴的薄透镜组成,一凸 一凹,他们的焦距都是20cm 中心相距10cm 20cm, 10cm, 一凹,他们的焦距都是20cm,中心相距10cm, 现在凸透镜外,离凸透镜30cm 30cm处 放一物体, 现在凸透镜外,离凸透镜30cm处,放一物体, 这物体以透镜组所成的像是() 这物体以透镜组所成的像是() A.正立实像 B.倒立实像 A.正立实像 B.倒立实像 C.正立虚像 D.倒立虚像 C.正立虚像 D.倒立虚像
焦距为4cm薄透镜用作放大镜, 4cm薄透镜用作放大镜 5. 焦距为4cm薄透镜用作放大镜,若物置于 透镜前3cm 3cm处 则其横向放大率为() 透镜前3cm处,则其横向放大率为() A.3 A.3 C.6
1 1 1 = l′ l f ′
B.4 D.12
1 1 1 = l′ = 12 l′ 3 4
1 1 1 = l′ l f ′ 1 1 1 = ′ l2 l2 f2′
1 1 1 = l′ = 24 l′ 12 8 1 1 1 ′ = l2 = ∞ ′ l2 (30 24) 6
由折射率n=1.65 n=1.65的玻璃制成的薄双凸透 9. 由折射率n=1.65的玻璃制成的薄双凸透 镜前后两球面的曲率半径均为40cm 40cm, 镜前后两球面的曲率半径均为40cm,该透镜 的焦距为() 的焦距为() A.31cm A.31cm C.21cm B.25cm D.20cm
4. 自一透镜射出的光向 点会聚(如图所示),在M点 自一透镜射出的光向M点会聚 如图所示), 点会聚( ),在 点 的左方放一厚度为t的平行平面玻璃 折射率为1.5, 的平行平面玻璃, 的左方放一厚度为 的平行平面玻璃,折射率为 ,玻 璃垂直于水平轴, 璃垂直于水平轴,则光线会聚于 M′ ,即M点沿水平 点 点沿水平 点为6cm, M′为 轴移到 M点,已知玻璃左边一面距 点为 , ′ 已知玻璃左边一面距M点为 M 1/8cm,求玻璃的厚度? ,求玻璃的厚度?
h + (n 1)e . 长度是 2
λ
λ 3. 要把球面反射镜前 要把球面反射镜前10cm处的灯丝常温 处的灯丝常温 奶个乡镇3m处的墙上 处的墙上, 奶个乡镇 处的墙上,r= 600 31 cm, , 这时像放大了 -30 倍.
1 1 2 1 1 2 + = + = r l′ l r 3 0.1 r
8.(不要求)显微镜物镜的焦距为4mm, 8.(不要求)显微镜物镜的焦距为4mm, 4mm 中间像成在物镜像方焦点后面160mm 160mm处 中间像成在物镜像方焦点后面160mm处, × 如果目镜是 20 的,则显微镜的总放大率 . 为
9. (不要求)设伽利略望远镜的放大率 不要求) 4 物镜与目镜的距离是12cm,则物 是 ,物镜与目镜的距离是 , cm. 镜焦距为 16 cm,目镜的焦距为 -4 cm. ,
′ f物 4 = f目 f物 + f目 =12 ′
×
(三)计算题
1.一半径为 的薄壁玻璃球盛满水,若把一物体放 一半径为R的薄壁玻璃球盛满水 一半径为 的薄壁玻璃球盛满水, 置于离其表面3R处 求最后的像的位置. 置于离其表面 处,求最后的像的位置.玻璃壁 的影响可忽略不计,水的折射率n=1.33. 的影响可忽略不计,水的折射率 .
n′ n n′ n 解: = l′ l r
1.50 1 0.5 = l′ = 30 l′ 20 5
n′ n2 n′ n2 2 = 2 ′ l2 l2 r 2
1 1.5 0.5 = d = 50cm 40 (d 30) 5
3. (不要求)一平凹薄透镜,由折射率为 不要求)一平凹薄透镜, 1.5的玻璃制成,其凹面的曲率半径为 的玻璃制成, 的玻璃制成 10cm,位于空气中,求它的焦距和光焦 ,位于空气中, 如果将此透镜放在水中, 度.如果将此透镜放在水中,水的折射率 为4/3,问透镜焦距数值变为原来在空气 , 中焦距的多少倍? r r2 10 1 1 解: f ′ = (1) = = 20 Φ= (n 1)(r2 r ) 0.5 20 1 ′ n2 n′ (2) f ′ = ′ n2 n n n1 倍数= n n′ = 4 + 1 r2 r2 n 1