游璞光學(xué)習(xí)題答案課件

1.3解如圖所示：入射光在每個分界面上，光線滿足折射定律，同時光線（再同一層媒質(zhì)中上界面的折射角與下界面的入射角相等。）經(jīng)過的界面都是平行的。有即所以多層平行媒質(zhì)出射光的光線方向和最外兩層媒質(zhì)的折射角有關(guān)

1.4解是?？梢宰C明：從物點A到像點的所有光線都是等光程的。即：（虛像光程為負(fù)）同樣可以證明，A,A’點是共軛點。若光線反方向入射，入射光的虛物點為A’，則反射光成實像，像點為A點。所以A,A’是一對共軛光程點。平面鏡是理想成像系統(tǒng)AMONA’1.5解據(jù)題意，光線行如下圖所示：ABC

DEHIJFMNOP

SQR

Σ是入射光線的波面，F(xiàn)是拋物面鏡的焦點，MN為拋物線的準(zhǔn)線。波面Σ上各條光線經(jīng)拋物面鏡后會聚于焦點F,使波面上任意入射光線的延長線與準(zhǔn)線相交.根據(jù)拋物線的性質(zhì)有:則即所以平行于光軸的光線到達(dá)拋物面鏡焦點的光程均相等。1.7表征單球面折光本領(lǐng)的量為光焦度（a)圖中r為正值，當(dāng)，起會聚作用當(dāng)，起發(fā)散作用（b)圖中r為負(fù)值，當(dāng)起會聚作用起發(fā)散作用當(dāng)1.8解設(shè)球體的半徑為R，

已知球體的焦距1.9解（1）小物經(jīng)第一個球面折射成像(2)再經(jīng)第二個球面折射成像

1.12答：將白熾燈放到凹面反射鏡的焦點上，則經(jīng)凹面反射鏡反射的光為平行光。反射鏡的曲率半徑等于兩倍焦距。

門鏡是由兩塊透鏡組合而成．當(dāng)我們從門內(nèi)向外看時，物鏡L1是凹透鏡，目鏡L2是凸透鏡．物鏡L1的焦距極短，它將室外的人或物AB成一縮得很小的正立虛像A′B′，此像正好落在目鏡L2的第一焦點之內(nèi)，L2起著放大鏡的作用，最后得到一個較為放大的正立虛像A″B″，此像恰又成在人眼的明視距離附近，對于門外的情況，就看得清楚了．

那么，同樣通過此門鏡，為什么從門外向里看（倒看）時，卻什么也見不著呢？門鏡成像的光學(xué)原理

門鏡的凹透鏡L1的焦距約為

1cm，凸透鏡L2的焦距約為3.5cm，兩透鏡間的距離約為2.1cm（與門厚大致相等，但兩鏡間距離可適當(dāng)調(diào)節(jié)）．

1．正看時的成像計算

假定門外的人AB距物鏡L1

為1m，即物距100cm，焦距為-1.0cm，根據(jù)透鏡成像公式

2．倒看時的成像估算

假定室內(nèi)的人或物AB與凸透鏡L2相距1m

1.13解（1）位于空氣中時即（2）位于水中時即1.14解由題意知，要求物鏡上加一薄透鏡后物距為15cm，像距為20cm。設(shè)合焦距為f’。據(jù)薄透鏡成像公式有已知所以1.15解（1）待測凹透鏡的物方焦距應(yīng)在點。其焦距1.16解:此題為利用物距—像距測發(fā)散透鏡的一種方法,題中L1是此方法中的輔助透鏡.據(jù)題意,無L2時所成的實像正是L2引入后的虛物,此時對L2來說:第二章答:x/v是光矢量的偏振狀態(tài)從原點傳播到p點的時間。ωx/v是p點光矢量的位相相對原點位相的延遲。2.5

解：2.1

解:

(a)圖中a、b光線在點沒有位相差。因為光程差相等。brPn。an。n(a)abrN。n水Pr(b)brPn。an。nn(c)

(b)圖中a、b光線在點有位相差。b光線相位落后。

(c)圖中a、b光線在點有位相差。a光線相位落后。2.6

2.8解解：光矢量就是電場強度矢量E；其振動方向與光的傳播方向垂直。2.20第三章3.7解窗片法線與激光軸間的夾角應(yīng)為光從空氣射到窗片上的布儒斯特角。3.8解答：該物質(zhì)的折射率為1.9453.9解由全反射臨界角有因此：3.12解（1）跟據(jù)菲涅爾公式，只有入射光在布氏入射時，沒有P光反射。因此入射光是P光。（2）由題意知，入射光是在布氏角入射，因此有玻璃對此光的折射率為（3）透射光的折射角為3.19解3.20解由所以第四章（1）對500nm的光波，條紋寬度為第二級亮紋的位置為（2）對600nm的光波，條紋寬度為第二級亮紋的位置為（3）兩波長第二級亮紋間的距離為4.3解：(2)解:(1)條紋向上移動。4.44.5解：據(jù)題意有有4.7解:（1）時條紋級次為：共計2m+1=13條m=0,±1…±6。條紋范圍為：（2）當(dāng)時當(dāng)cmx5.8465.0130m2L1301m2=′=D￠=D=+￠條共計答（1）屏上可看到的條紋數(shù)為13條，條紋范圍為8.45cm。（2）屏上可看到的條紋數(shù)為130條，條紋范圍為84.5cm。4.10解有4.11解已知d=0.5mm,D=1m,R=30cmPOSyRD4.12解:（1）由取m=1:4.13解:4.14解:用手輕輕壓一下平晶，看條紋向哪個方向運動。膜厚減小，條紋向高級次方向運動。即，條紋向哪個方向運動，說明那個方向的滾珠直徑最大。4.16解:在平凸透鏡上,可見條紋數(shù)問N-1條.設(shè):在平板玻璃上,可見條紋數(shù)問N條,設(shè)平凹透鏡凹面的曲率半徑為R由圖可得:4.17上兩式相比有：4.184.19解4.20解條紋清晰時有4.28解膜上,下表面反射光之間的光程為：第五章5.10上述裝置中激光束射到單風(fēng)上可視為平行光入射，在逢后5cm接受，這是夫瑯禾費衍射.(參考教材例題5.2)單逢夫瑯禾費衍射，產(chǎn)生極小值的條件為解：5.11解：5.12解5.13解:激光束的發(fā)射角可見衍射斑的大小與衍射孔徑的大小成反比。5.14解:(1)由瑞利判據(jù)，當(dāng)兩個點狀物體的角距離等于零級衍射斑的角半徑時，則可分辨。(2)兩衍射斑中心距離（透鏡焦平面上）5.18解：第二級紅線衍射角的正弦：第三級綠線衍射角的正弦：第四級紫線衍射角的正弦:可見第二級紅線與第三級綠線在屏上重合，且與第四級紫線的距離為5.20解：5.21解據(jù)題意有：當(dāng)光垂直入射時取整數(shù)35.22解將2N+1條縫分成兩部分，上半部分N條，下半部分N條，兩部分的光程差比較：相同：極大位置相同，0級光強相同。不同：奇數(shù)級次強度減半，偶數(shù)級次強度為0。5.30解第一個半波帶被檔時，屏上光振動的合振幅A為：5.32解當(dāng)圓孔所的波帶數(shù)相同時，得到相似的衍射圖樣。解從第二個半波帶到∞個的合振幅為：5.366.26.4解：6.6解物鏡的最小分辨角6.7解6.86.96.10解可見：在第1、2級光譜中無法分辨上訴兩條譜線，在第3級光譜中可分辨。7.2

答：在頻譜面上放置如圖示的濾波器7.3答：用高通濾波器，慮掉直流成分。7.4答：全息圖尺寸減小，相當(dāng)于光柵縫數(shù)減小，像的分辨率將減小。8.2解據(jù)馬呂斯公式：8.4解

1.3解如圖所示：入射光在每個分界面上，光線滿足折射定律，同時光線（再同一層媒質(zhì)中上界面的折射角與下界面的入射角相等。）經(jīng)過的界面都是平行的。有即所以多層平行媒質(zhì)出射光的光線方向和最外兩層媒質(zhì)的折射角有關(guān)

(1)欲使透射光有最大振幅,應(yīng)使P2振動方向與經(jīng)片后光的振動方向一致.已知光經(jīng)片后,振動方向繞光軸旋轉(zhuǎn),故P2透光軸應(yīng)放在與P1透光軸成76°角的方位.(2)8.6(1)欲使透射光有最大振幅,應(yīng)使P2振動方向與經(jīng)片后光的振動方向一致.已知光經(jīng)片后,振動方向繞光軸旋轉(zhuǎn),故P2透光軸應(yīng)放在與P1透光軸成76°角的方位.(2)8.6用片可以改變光矢量.

對圓偏振光,片光軸方向可任意放置因為經(jīng)片后,沿光軸方向和垂直光軸方向振動的兩分量之間產(chǎn)生了的位相差,使旋轉(zhuǎn)方向發(fā)生了改變.

對橢圓偏振光,需將片的光軸方向與長軸(或短軸)方向垂直,方可使兩互相垂直的振動增加的位相差,改變光的旋轉(zhuǎn)方向.8.78.9解8.109.1解9.2解9.5解9.6答（1）在激光器工作物質(zhì)內(nèi)的某些能級間，要實現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)，要求工作物質(zhì)必須存在亞穩(wěn)態(tài)能級，外界必須有激勵能源供給能量。（2）激光器必須滿足閾值條件。已知鉑的逸出電勢為8V，今用波長為300nm(1nm=10-9m)的紫外光照射，問能否產(chǎn)生光電效應(yīng)？為什么？

(普朗克常量h=6.63×10-34J·s，基本電荷e=1.60×10-19C)已知U0=8V所以鉑的逸出功

A=eU0=8eV而照射光光子的能量

4.14eV

根據(jù)愛因斯坦方程即≥A才可能產(chǎn)生光電效應(yīng)，而現(xiàn)在

<A，所以不能產(chǎn)生光電效應(yīng)．已知從鋁金屬逸出一個電子至少需要A=4.2eV的能量，若用可見光投射到鋁的表面，能否產(chǎn)生光電效應(yīng)？為什么？