大学 几何光学习题讲义
- 格式:ppt
- 大小:1.30 MB
- 文档页数:32


1 光源、光的相干性
1. 选择题
难度系数等级:1
来自不同光源的两束白光,例如两束手电筒光照射在同一区域内,是不能产生干涉图样的,这是由于
(A)白光是由不同波长的光构成的 (B)两光源发出不同强度的光
(C)两个光源是独立的,不是相干光源 (D)不同波长的光速是不同的
[ ]
答案:(C)
难度系数等级:2
有三种装置
(1) 完全相同的两盏钠光灯, 发出相同波长的光,照射到屏上;
(2) 同一盏钠光灯,用黑纸盖住其中部将钠光灯分成上下两部分同时照射到屏上;
(3) 用一盏钠光灯照亮一狭缝,此亮缝再照亮与它平行间距很小的两条狭缝,此二亮缝的光照射到屏上;
以上三种装置,能在屏上形成稳定干涉花样的是:
(A) 装置(3) (B) 装置(2)
(C) 装置(1)(3) (D) 装置(2)(3)
[ ]
答案:(A)
难度系数等级:1
对于普通光源,下列说法正确的是:
(A)普通光源同一点发出的光是相干光 (B)两个独立的普通光源发出的光是相干光
(C)利用普通光源可以获得相干光 (D)普通光源发出的光频率相等
[ ]
答案:(C)
难度系数等级:4
在双缝干涉实验中,用单色自然光在屏上形成干涉条纹。若在两缝后放一个偏振片,则
(A)干涉条纹间距不变,且明纹亮度加强 (B)干涉条纹间距不变,但明纹亮度减弱
(C)干涉条纹的间距变窄,且明纹的亮度减弱 (D)无干涉条纹
[ ]
答案:(B) 2 难度系数等级:1
杨氏双缝干涉实验是:
(A) 分波阵面法双光束干涉 (B) 分振幅法双光束干涉
(C) 分波阵面法多光束干涉 (D) 分振幅法多光束干涉
[ ]
答案:(A)
407光程、光程差的概念(选择5判断10填空5)
1. 选择题
难度系数等级:1
一、由薄透镜L1、L2组成的光学系统,两透镜的像方焦点重合,求整个系统的焦距f′,像方焦点和像方主点位置并在图中标出
二、1)什么是畸变,正负畸变分别是什么形状?畸变是否会影响图像的清晰度?
2)孔径光阑在光学系统中所起的作用是什么?什么是入瞳,什么是出瞳?
3)一个人的眼睛的远点距为-400mm
,需带多大度数眼镜?眼镜的焦距是多少?
4)一个人的眼睛的近点距为-400mm,需带多大度数眼镜?眼镜的焦距是多少?
5)试比较开普勒望远镜和伽利略望远镜在结构和应用领域的异同。
6)凹透镜可否单独用作放大镜?
三、(1)一束平行细光束人射到一半径r=30mm、折射率n=1.5的玻璃球上,求其会聚点的
位置。(2) 如果在凸面镀反射膜,其会聚点应在何处?(3)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。
四、试判断下图所示各棱镜系统的转像情况,设输入为右手坐标系,画出相应输出坐标系.(
a 2a1F′(2F′) L1L2
x z
x z
五、一透镜焦距mmf30'=,如在其前边放置一个x6−=Γ的开普勒望远镜,求组合后系统
的像方基点位置和焦距,并画出光路图。
六、已知两个薄透镜组合构成一个摄影物镜,焦距mmf250'=,总长(第一透镜的到系统的
像方焦点的距离)L=175mm,第二透镜到系统的像方焦点的距离mmlF100'=(15分)
求:(1)求组成系统的二个透镜的焦距和间隔;
(2)若系统对一物成01.0−=β的像,与无穷远物成像相比,整个系统应向物方或者像方
调焦多少距离?
(3)若一个高度为20mm的物体在系统前方1000mm,求该物体经过系统后的位置和
大小。
七、直径为100mm的球形玻璃缸将半面镀银,内有一条鱼在镀银前25mm处,问缸外的观
察者看到有几条鱼?位置在何处?相对大小是多少(水的折射率为n=4/3))
八、一个三片型望远物镜,已知''123158.7,250,'1000,fmmfmmfmm==−=入射平行光
习题
10–1 直径为8cm的玻璃棒(n =1.5),长20cm,两端是半径为4cm的半球面,若一束近轴平行光线沿棒方向入射,求像的位置.
10–2 一圆球形透明球体放在水中(n =1.33),能将来自无穷远处射来的近轴光线会聚于第二折射面的顶点,求此透明球体的折射率.
10–3 空气中焦距为10cm的双凸薄透镜,折射率为1.5,若令其一面与水(n =1.33)相接,则此系统的焦度改变多少?
10–4 折射率为1.5的玻璃薄透镜焦度为5D,将它浸入某种液体中,焦度变为–1D,求此液体的折射率.
10–5 折射率为1.5的平凸透镜,在空气中的焦距为50cm,求凸面的曲率半径.
10–6 一个会聚弯月形透镜(n=1.5),其表面的曲率半径分别为5cm和10cm,凹面上放置装满水(n=1.33),这样的组合透镜焦距为多少?
10–7 一个焦距为10cm的凸透镜与一焦距为10cm的凹透镜相隔10cm,某物最后成像于凸透镜前10cm处,此物应放在凸透镜前什么位置?
10–8 将折射率为n的双凸薄透镜置于折射率为1n和2n的两种介质界面处,其薄透镜成像公式和两焦距分别为多少?
10–9 凸透镜L1和凹透镜L2的焦距分别为20cm和40cm,L2在L1右边40cm处.在透镜L1左边30cm处放置某物体,求透镜组合所成的像.
10–10 把焦距为20cm的凸透镜与焦距为40cm的凹透镜紧密贴合,求贴合后的焦度.
10–11 一近视眼患者的远点为2m,他看远处物体时应配戴多少度的何种眼镜?
10–12 远视眼患者戴2D的眼镜看书时须把书拿到眼前40cm处,此人应配戴何种眼镜才合适?
10–13 能看清视力表最上面一行E字的人,视力为0.1.某近视眼患者站在规定的视力表前5m处,看不清上面一行E字,走到距离视力表2m的地方才可看见,此患者的视力为多少?
10–14 显微镜目镜的焦距为2.5cm,物镜的焦距为1.6cm,物镜和目镜相距22.1cm,最后成像于无穷远处,问:
课程名称:光学
授课教师:[教师姓名]
授课班级:[班级名称]
授课时间:[具体日期]
授课地点:[具体教室]
教学目标:
1. 知识目标:
- 掌握光学的基本概念、基本原理和基本定律。
- 了解光学的基本实验方法和测量技术。
- 熟悉光学在科学技术和日常生活中的应用。
2. 能力目标:
- 培养学生分析光学问题的能力。
- 培养学生运用光学原理解决实际问题的能力。
- 提高学生进行光学实验和数据分析的能力。
3. 素质目标:
- 培养学生的科学思维和创新意识。
- 增强学生的团队协作和沟通能力。
- 培养学生的严谨求实和精益求精的学术态度。
教学内容:
1. 光学的基本概念
- 光的定义
- 光的传播
- 光的反射与折射 - 光的干涉与衍射
- 光的偏振
2. 几何光学
- 光的直线传播
- 几何光学成像
- 光的反射定律和折射定律
- 透镜和光阑
3. 波动光学
- 光的波动性
- 光的干涉现象
- 光的衍射现象
- 光的偏振现象
4. 量子光学
- 光子的概念
- 光子的波动性和粒子性
- 量子光学的基本原理
教学过程:
一、导入
1. 通过展示光学现象图片或视频,激发学生的学习兴趣。
2. 简要介绍光学在科学技术和日常生活中的应用,引起学生对光学课程的重视。
二、讲解
1. 光学的基本概念
- 详细讲解光的定义、传播方式、反射与折射定律等。 - 通过实例说明光的干涉、衍射和偏振现象。
2. 几何光学
- 讲解光的直线传播、成像原理、反射和折射定律等。
- 介绍透镜和光阑的基本性质。
3. 波动光学
- 讲解光的波动性、干涉、衍射和偏振现象。
- 通过实例说明波动光学在光学仪器中的应用。
4. 量子光学
- 介绍光子的概念、波动性和粒子性。