應(yīng)用光學(xué)第一章習(xí)題庫(kù)

1、第一章 幾何光學(xué)基本原理一典型例題例1 . 游泳者在水中向上仰望，能否感覺(jué)整個(gè)水面都是亮的？ 解：本題是全反射現(xiàn)象和光路可逆現(xiàn)象的綜合運(yùn)用。水的折射率n水 =1.33，空氣的折射率n空 =1.當(dāng)光線由水進(jìn)入空氣，是由高折射率介質(zhì)進(jìn)入低折射率介質(zhì)，可以發(fā)生全反射，即由水中發(fā)出的光線射到水面上時(shí)，如果入射角達(dá)到臨界角，出射光線將掠過(guò)分界面。換一個(gè)角度看，和水面趨于平行的光，折射后進(jìn)入水中一點(diǎn)A,它在水面下的折射角即為臨界角I0。在以水中一點(diǎn)A為錐頂，半頂角為I0的圓錐范圍內(nèi)，水面上的光線可以射到A點(diǎn)，所以游泳者在水中仰望天空，不能感覺(jué)整個(gè)水面都是明亮的，而只能看到一個(gè)明亮的圓，圓當(dāng)然的大小當(dāng)然與游

2、泳者所在的水深有關(guān)，如圖所示。下面求出臨界角I0的大小 sinI0 等于n空與n水的比值等于0.75設(shè)水深為H，則明亮圓半徑R=HtanI0例1-2：一速光由玻璃（n=1.5)進(jìn)入水（n=1.33),若以45角入射，試求折射角。解：本題直接應(yīng)用斯涅耳定律即可。n1sini1=n2sini2n1 = 1.5 , n2 = 1.33 , i1=sin451.5sin45= 1.33sini2sini2 = 0.749I = 52.6。折射角為52.6度。二習(xí)題1-1 有時(shí)看到玻璃窗戶上映射的太陽(yáng)特別耀眼，這是否是由于窗玻璃表面發(fā)生了全反射？1-2 射擊水底目標(biāo)時(shí)，是否可以和射擊地面目標(biāo)一樣進(jìn)行瞄準(zhǔn)

3、？ 1-4 汽車(chē)駕駛室兩側(cè)和馬路轉(zhuǎn)彎處安裝的反光鏡為什么要做成凸面，而不做成平面？1-5 觀察清澈見(jiàn)底的河床底部的卵石，看來(lái)約在水下半米深處，問(wèn)實(shí)際河水比半米深還是比半米淺？1-6 人眼垂直看水池1米深處的物體，水的折射率為1.33，試問(wèn)該物體的像到水面的距離是多少？1-7平行光速投射到一水槽中，光速的一部分在頂面反射而另一部分在底面反射，如圖所示，試證明兩束返回到入射介質(zhì)的光線是平行的。1-8 構(gòu)成透鏡的二表面的球心相互重合的透鏡稱(chēng)為同心透鏡，同心透鏡對(duì)光束起發(fā)散作用還是會(huì)聚作用？1-9 物體透過(guò)透鏡成一虛像，用屏幕是否可以接收到這個(gè)像？如果用人眼觀察，是否可以看到這個(gè)像？1-10 共軸理想光學(xué)系統(tǒng)具有哪些成像性質(zhì)？1-11 光學(xué)系統(tǒng)第一面前面的空間為物空間，最后一面后邊的空間是像空間，這種說(shuō)法對(duì)嗎？