几何光学作业课件

第十三章几何光学基本原理,（一）选择题,1.光从玻璃进入金刚石的相对折射率是1.60，玻璃的折射率是1.50。这金刚石的绝对折射率为（）,A.1.55B.1.70C.2.40D.3.10,2.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，则有,A.出射线的折射角的正弦将小于0.8；B.出射线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。,3.光束由介质II射向介质I，在界面上发生全反射，则光在介质I、II中的传播速度u1和u2的大小为（）,4.一薄透镜由折射率为1.5的玻璃制成，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（）,A.2倍,B.3倍,C.6,D：1.5/1.333倍,5.焦距为4cm的薄凸透镜用作放大镜，若物置于透镜前3cm处，则其横向放大率为（）,A.3,B.4,D.12,C.4倍,6.一透镜由两个共轴的薄透镜组成，一凸一凹，它们的焦距都是20cm，中心相距10cm，现在凸透镜外，离凸透镜30cm处，放一物体，这物体以透镜组成的像是,7.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，另一个是焦距为15cm的凹透镜，那么这一透镜组的焦距为（）,A.正立实像,B.倒立实像,C.正立虚像,D.倒立虚像,A.5cm,B.6cm,C.20cm,D.30cm,8.一物体置于焦距为8cm的薄透镜前12cm处，现将另一焦距为6cm的凸透镜放在第一透镜右侧30cm处，则最后成像的性质为,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，该透镜的焦距为,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,A.31cm,B.25cm,C.21cm,D.20cm,E.一个缩小的虚像,10.如图所示，L1、L2分别为凸透镜和凹透镜，前面放一小物，移动屏幕到L2后20cm的S1处接收到像。现将凹透镜L2撤去，将屏幕移前5cm至S2处，重新接收到像，凹透镜L2的焦距为（）,A.-20cm,B.-40cm,C.-60cm,D.-80cm,1.声波在空气中的速度为330ms-1，而在水中为1320ms-1，则当声波入射到空气和水的分界面上，其临界角为_，对声波而言折射率较高的介质是_。,（二）选择题,空气,2.一束波长为l的平行光S自空气垂直射到厚度为e的玻璃板aa面上A点处，如图所示，已知玻璃的折射率为n，入射光到达A点后分为反射光和透射光两束，这两束光分别传播到M点和N点时，光程保持相同，已知AM长度为h米，AN长度是_。,3.要把球面发射镜前10cm处的灯丝成像在3m处的墙上，r=_cm，这时像放大了_倍。,4.一点光源位于水面下20cm处，光从水中出射，水的折射率为4/3，则在水面上形成的最大圆直径为_m。,5.在空气中频率为51014Hz的单色光进入某种透明介质后波长变为4000，则此介质的折射率为_，光在介质内频率为_。,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，若先后使凸透镜分别面向物（物距不变），两次成像大小_，位置_。,-19.4,-30,0.456,不变,不变,1.5,7.一面镜子失落在水深30cm的水桶底部，人眼在离水面15cm处向下俯视桶底的镜子，看到镜子里眼睛的像，它离人眼的距离为_cm。,8.显微镜物镜的焦距为4mm，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.设伽利略望远镜的放大率是4，物镜与目镜的距离是12cm，则物镜为_cm，目镜的焦距为_cm。,-4,-800,16,75,（三）计算题,1.一半径为R的薄壁玻璃球盛满水，若把一物体放置于离其表面3R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。,解：,盛水的玻璃球不能看作是薄透镜，分别成像,第一次成像，根据公式,其中,第二次成像，根据公式,其中,成像在后表面3R处。,2.一折射率为1.50的玻璃棒，在其两端磨圆并抛光成半径为5cm的半球面，当一物放置于棒轴上离一端20cm处时，最后的像成在离另一端40cm处，此棒的长度为多少？,解：,第一次成像，根据公式,其中,第二次成像，根据公式,其中,所以棒长50cm,3.一平凹薄透镜，由折射率为1.50的玻璃制成，其凹面的曲率半径为10cm，位于空气中，求它的焦距和光焦度。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焦距的多少倍？,解：(1),(2)放入水中,代入(1)焦距公式中,其中,4.自一透镜射出的光向M点会聚（如图所示），在M点的左方放一厚度为t的平行平面玻璃，折射率为1.50，玻璃垂直水平轴，则光线会聚于M点，即M点沿水平轴移至M点，已知玻璃左边一面距M点为6cm，MM为1/8cm，求玻璃的厚度。,解：光入射平行平面玻璃左边第一次成像,其中,光折射在平行平面玻璃右边第二次成像,其中,5.有一长40cm的玻璃箱（其壁厚可略）箱内装水（如图所示），在箱的一端开一圆孔，嵌上一平凸薄透镜，其焦距f=12cm，如果在镜外面距透镜18cm处有一物体A，问物体A的像在何处，放大率是多少？其中水的折射率为4/3，玻璃的折射率为3/2。,解：第一次成像,再根据,其中,在玻璃箱右48cm,嵌在玻璃箱后，平凸薄透镜的像方焦距发生变化,其中,5.有一长40cm的玻璃箱（其壁厚可略）箱内装水（如图所示），在箱的一端开一圆孔，嵌上一平凸薄透镜，其焦距f=12cm，如果在镜外面距透镜18cm处有一物体A，问物体A的像在何处，放大率是多少？其中水的折射率为4/3，玻璃的折射率为3/2。,第二次成像，玻璃折射,其中,右端面右6cm,倒立实像,6.如图所示，一个双凸透镜（f=6.0cm）；一个凹面反射镜（R=20cm）；一物体高4cm，在透镜前12cm，透镜在凹反射镜前2cm，,（1）计算其影像的位置。（2）其像是实像还是虚像，正立还是倒立。,解：（1）经凸透镜第一次成像,其中,凸透镜右12cm，距离凹面反射镜10cm。,经凹面反射镜第二次成像,其中,在反射镜前5cm,再此经凸透镜第三次成像,其中,透镜左侧2cm,（2）,光路从右到左,7