LS1S3PS2hh全国中学生物理竞赛集锦（光学）第 21 届预赛 2004.9.5一、（15 分）填空1．d．一个可见光光子的能量的数量级为_________J。2．已知某个平面镜反射的光能量为入射光能量的 80％。试判断下列说法是否正确，并简述理由。a． 反射光子数为入射光子数的 80％；b．每个反射光子的能量是入射光子能量的 80％。六、（15 分）有一种高脚酒杯，如图所示。杯内底面为一凸起的球面，球心在顶点 O 下方玻璃中的 C 点，球面的半径 R＝1.50cm，O 到杯口平面的距离为 8.0cm。在杯脚底中心处 P 点紧贴一张画片，P 点距 O 点 6.3cm。这种酒杯未斟酒时，若在杯口处向杯底方向观看，看不出画片上的景物，但如果斟了酒，再在杯口处向杯底方向观看，将看到画片上的景物。已知玻璃的折射率 n1＝1.56，酒的折射率 n2＝1.34。试通过分析计算与论证解释这一现象。第 21 届复赛四、(20 分)目前，大功率半导体激光器的主要结构形式是由许多发光区等距离地排列在一条直线上的长条状，通常称为激光二极管条．但这样的半导体激光器发出的是很多束发散光束，光能分布很不集中，不利于传输和应用．为了解决这个问题，需要根据具体应用的要求，对光束进行必需的变换（或称整形）．如果能把一个半导体激光二极管条发出的光变换成一束很细的平行光束，对半导体激光的传输和应用将是非常有意义的．为此，有人提出了先把多束发散光会聚到一点，再变换为平行光的方案，其基本原理可通过如下所述的简化了的情况来说明．如图，S1、S2、S3 是等距离（h）地排列在一直线上的三个点光源，各自向垂直于它们的 连 线 的 同 一 方 向 发 出 半 顶 角 为 =arctan(1/4 )的圆锥形光束．请使用三个完全相同的、焦距为 f = 1.50h、半径为 r =0.75 h 的圆形薄凸透镜，经加工、组装成一个三者在同一平面内的组合透镜，使三束光都能全部投射到这个组合透镜上，且经透镜折射后的光线能全部会聚于 z 轴（以 S2为起点，垂直于三个点光源连线，与光束中心线方向相同的射线）上距离 S2为 L = 12.0 h 处的 P 点．（加工时可对透镜进行外形的改变，但不能改变透镜焦距．）1．求出组合透镜中每个透镜光心的位置．2．说明对三个透镜应如何加工和组装，并求出有关数据．第 20 届预赛一、（20 分）两个薄透镜 L1 和 L2 共轴放置，如图所示．已知 L1 的焦距 f1=f , L2 的焦距 f2=—zf，两透镜间距离也是 f．小物体位于物面...
