工程光学第3版习题答案课件

1、工程光学第3版习题答案第一章重点公式复习第一章重点公式复习1、折射定律：、折射定律：nnIIsinsin2、近轴光学基本公式及垂轴放大率：、近轴光学基本公式及垂轴放大率：nnnnllrnln l(1)lriurniinuuiiilruhlul u 3、球面反射镜成像及垂轴放大率：、球面反射镜成像及垂轴放大率：112llrll 工程光学第3版习题答案 习题习题33一物体经针孔相机在屏上成一一物体经针孔相机在屏上成一60mm 大小的像，若将屏拉远大小的像，若将屏拉远50mm，则像的大，则像的大 小变为小变为70mm,求屏到针孔的初始距离。求屏到针孔的初始距离。工程光学第3版习题答案 习题习题44一

2、厚度为厚度为200mm 的平行平板玻璃（设的平行平板玻璃（设n=1.5），下面放一直径为），下面放一直径为1mm 的金属片。若的金属片。若在玻璃板上盖一圆形纸片，要求在玻璃板上方在玻璃板上盖一圆形纸片，要求在玻璃板上方任何方向上都看不到该金属片，问纸片最小直任何方向上都看不到该金属片，问纸片最小直径应为多少？径应为多少？解：如图，设纸片的最小直径为解：如图，设纸片的最小直径为L，依题意得，边缘光，依题意得，边缘光线满足全反射条件，故：线满足全反射条件，故：12sinsin 903252008052116051ntgxtgLx (160 5 1)mm 即纸片的最小直径为即纸片的最小直径为 。工程

3、光学第3版习题答案 习题习题1414一物点位于一透明玻璃球的后表面，一物点位于一透明玻璃球的后表面，若从前表面看到此物点的像正好位于无穷远，若从前表面看到此物点的像正好位于无穷远，试求该玻璃球的折射率试求该玻璃球的折射率n。前表面前表面后表面后表面工程光学第3版习题答案 习题习题1414一物点位于一透明玻璃球的后表面，一物点位于一透明玻璃球的后表面，若从前表面看到此物点的像正好位于无穷远，若从前表面看到此物点的像正好位于无穷远，试求该玻璃球的折射率试求该玻璃球的折射率n。解：设玻璃球半径为解：设玻璃球半径为R，根，根据近轴光学基本公式得：据近轴光学基本公式得：112nnRR解得：解得：2n 即

4、该玻璃球的折射率即该玻璃球的折射率n为为2.工程光学第3版习题答案 习题习题1414一物点位于一透明玻璃球的后表面，一物点位于一透明玻璃球的后表面，若从前表面看到此物点的像正好位于无穷远，若从前表面看到此物点的像正好位于无穷远，试求该玻璃球的折射率试求该玻璃球的折射率n。后表面后表面前表面前表面1122nnRRn工程光学第3版习题答案 习题习题1515一直径为一直径为20mm的玻璃球，其折射率的玻璃球，其折射率为为 ，今有一光线以，今有一光线以60 入射角入射到该玻璃入射角入射到该玻璃球上，试分析光线经过玻璃球的传播情况。球上，试分析光线经过玻璃球的传播情况。3解：在入射点解：在入射点A处，同

5、时发生折处，同时发生折射和反射现象。射和反射现象。在在A点处光线以点处光线以60的反射角返的反射角返回原介质，同时以回原介质，同时以30 的折射角的折射角进入玻璃球。折射光线到达进入玻璃球。折射光线到达B点，点，并发生折射反射现象。由图得：并发生折射反射现象。由图得：122sinsinsin60arcsin()303InII3253344= =30 ,= =30sinsin,60IIIInIII工程光学第3版习题答案 习题习题1515一直径为一直径为20mm的玻璃球，其折射率的玻璃球，其折射率为为 ，今有一光线以，今有一光线以60 入射角入射到该玻璃入射角入射到该玻璃球上，试分析光线经过玻璃球

6、的传播情况。球上，试分析光线经过玻璃球的传播情况。3同理，由同理，由B B点发出的反射光线可以点发出的反射光线可以到达到达C C点处，并发生反射折射现象。点处，并发生反射折射现象。C C点发出的反射光线再次到达点发出的反射光线再次到达A A点，点，并发生反射折射现象。并发生反射折射现象。即在即在ABCABC三点的反射光线构成正三三点的反射光线构成正三角形的三条边，同时，在这三点角形的三条边，同时，在这三点有折射光线以有折射光线以6060角进入空气中。角进入空气中。工程光学第3版习题答案 习题习题1616一束平行细光束入射到一半径为一束平行细光束入射到一半径为r=30mm、折射率、折射率n=1.

7、5的玻璃球上，求其会聚的玻璃球上，求其会聚点的位置。如果在凸面镀上反射膜，其会聚点点的位置。如果在凸面镀上反射膜，其会聚点应在何处？如果在凹面镀反射膜，则反射光束应在何处？如果在凹面镀反射膜，则反射光束在玻璃中的会聚点又在何处在玻璃中的会聚点又在何处?反射光束经前表反射光束经前表面折射后，会聚点又在何处？说明各会聚点的面折射后，会聚点又在何处？说明各会聚点的虚实。虚实。工程光学第3版习题答案 习题习题1616解答解答 （1 1）折射玻璃球）折射玻璃球成像过程：光束先经左侧成像过程：光束先经左侧球面折射形成像球面折射形成像 , ,再经再经右侧球面折射形成像右侧球面折射形成像 。求得求得: : 物

8、像虚实相同物像虚实相同, ,为实像为实像. . 1A2Annnnllr1111222221290,090603015,00nlln llnlln l 工程光学第3版习题答案 习题习题1616解答解答 （2 2）若）若凸面镀上反射膜凸面镀上反射膜，光束经左侧球面反射成像光束经左侧球面反射成像. .求得：求得：物像虚实相反，成虚像。物像虚实相反，成虚像。112llr150lll 工程光学第3版习题答案 习题习题1616解答解答 （3 3）光束先经左侧球面折射形成）光束先经左侧球面折射形成像像 , ,再经右侧球面反射形成像再经右侧球面反射形成像 ，最后经左侧球面折射形成像最后经左侧球面折射形成像 。

9、由（由（1 1）得，）得， 代入公式：代入公式：得，得，物像虚实相同物像虚实相同, ,故故 为实像为实像. . 它又它又是左侧球面的物是左侧球面的物A A3 3 , ,为实物。根据光为实物。根据光路可逆性，可将路可逆性，可将A A3 3看成左侧球面折射看成左侧球面折射形成的像。形成的像。1A2A3A230l 112llr2222121210,00lll 2A工程光学第3版习题答案 习题习题1616解答解答 （3 3）光束先经左侧球面折射形成）光束先经左侧球面折射形成像像 , ,再经右侧球面反射形成像再经右侧球面反射形成像 ，最后经左侧球面折射形成像最后经左侧球面折射形成像 。物像虚实相反，成虚

10、像。物像虚实相反，成虚像。1A2A3A333360 1050=75=0lnnnnllrnlln l 3即 根据 求得 ，工程光学第3版习题答案 习题习题1717一折射球面一折射球面r150mm，n1，n=1.5，问当物距分别为问当物距分别为- 、-1000mm、-100mm、0、100mm、150mm和和200mm时，垂轴放大率各时，垂轴放大率各为多少为多少?解：根据近轴光学基本公式及垂轴放大率公式解：根据近轴光学基本公式及垂轴放大率公式nnnnllrnln l先求先求l ，再求，再求. .工程光学第3版习题答案 习题习题1717一折射球面一折射球面r150mm，n1，n=1.5，问当物距分别

11、为问当物距分别为- 、-1000mm、-100mm、0、100mm、150mm和和200mm时，垂轴放大率各时，垂轴放大率各为多少为多少?(1),450,0;45003(2)1000,642.86,0.43;773(3)100,225,=1.5;2(4)0,0,1;2253(5)100,112.5,=0.75;242(6)150,150,0.67;33(7)200,180,=0.6;5llllllllllllll (1)lriurniinuuiiilruhlul u 工程光学第3版习题答案 习题习题2020 一球面镜半径一球面镜半径r=-100mm，求，求 =0、-0.1、-0.2、-1、1、

12、5、10、 时的物距时的物距和像距。和像距。解：根据球面反射镜成像及垂轴放大率公式解：根据球面反射镜成像及垂轴放大率公式两个等式，求解两个等式，求解 l 和和l 。112llrll 工程光学第3版习题答案 习题习题2020 一球面镜半径一球面镜半径r=-100mm，求，求 =0、-0.1、-0.2、-1、1、5、10、 时的物距时的物距和像距。和像距。(1)0- ,50;(2)0.1550,55;(3)0.2300,60;(4)1100,100;(5)10,0;(6)540,200;(7)1045,450;llmmlmm lmmlmm lmmlmm lmmlmm lmmlmm lmmlmm lmm 时，根据几何光学性