工程光学第3版第一章习题答案VIP免费

第一章重点公式复习1、折射定律：nnII''sinsin2、近轴光学基本公式及垂轴放大率：nnnnllrnlnl(1)lriurniinuuiiilruhlulu3、球面反射镜成像及垂轴放大率：112llrll[习题3]一物体经针孔相机在屏上成一60mm大小的像，若将屏拉远50mm，则像的大小变为70mm,求屏到针孔的初始距离。[习题4]一厚度为200mm的平行平板玻璃（设n=1.5），下面放一直径为1mm的金属片。若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，问纸片最小直径应为多少？解：如图，设纸片的最小直径为L，依题意得，边缘光线满足全反射条件，故：12sinsin903252008052116051ntgxtgLx(16051)mm即纸片的最小直径为。[习题14]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，试求该玻璃球的折射率n。前表面后表面[习题14]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，试求该玻璃球的折射率n。解：设玻璃球半径为R，根据近轴光学基本公式得：112nnRR解得：2n即该玻璃球的折射率n为2.[习题14]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，试求该玻璃球的折射率n。后表面前表面1122nnRRn[习题15]一直径为20mm的玻璃球，其折射率为，今有一光线以60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。3解：在入射点A处，同时发生折射和反射现象。在A点处光线以60°的反射角返回原介质，同时以30°的折射角进入玻璃球。折射光线到达B点，并发生折射反射现象。由图得：122sinsinsin60arcsin()303InII3253344==30,==30sinsin,60IIIInIII[习题15]一直径为20mm的玻璃球，其折射率为，今有一光线以60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。3同理，由B点发出的反射光线可以到达C点处，并发生反射折射现象。C点发出的反射光线再次到达A点，并发生反射折射现象。即在ABC三点的反射光线构成正三角形的三条边，同时，在这三点有折射光线以60°角进入空气中。[习题16]一束平行细光束入射到一半径为r=30mm、折射率n=1.5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?反射光束经前表面折射后，会聚点又在何处？说明各会聚点的虚实。[习题16解答]（1）折射玻璃球成像过程：光束先经左侧球面折射形成像,再经右侧球面折射形成像。求得:物像虚实相同,为实像.1A2Annnnllr1111222221290,090603015,00nllnllnllnl[习题16解答]（2）若凸面镀上反射膜，光束经左侧球面反射成像.求得：物像虚实相反，成虚像。112llr150lll[习题16解答]（3）光束先经左侧球面折射形成像,再经右侧球面反射形成像，最后经左侧球面折射形成像。由（1）得，代入公式：得，物像虚实相同,故为实像.它又是左侧球面的物A3,为实物。根据光路可逆性，可将A3看成左侧球面折射形成的像。1A2A3A230l112llr2222121210,00lll2A[习题16解答]（3）光束先经左侧球面折射形成像,再经右侧球面反射形成像，最后经左侧球面折射形成像。物像虚实相反，成虚像。1A2A3A3333601050=75=0lnnnnllrnllnl3即根据求得，[习题17]一折射球面r＝150mm，n＝1，n’=1.5，问当物距分别为-、-1000mm、-100mm、0、100mm、150mm和200mm时，垂轴放大率各为多少?解：根据近轴光学基本公式及垂轴放大率公式nnnnllrnlnl先求l’，再求β.[习题17]一折射球面r＝150mm，n＝1，n’=1.5，问当物距分别为-、-1000mm、-100mm、0、100mm、150mm和200mm时，垂轴放大率各为多少?(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...