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初中物理光学专题训练30题含答案一、填空题1．雨过天晴时，蔬菜塑料大棚的积水窝相当于一个镜，此时为防止阳光灼伤蔬菜，菜农总是及时将积水除掉，这是因为凸透镜对阳光有作用。
2．小杨做凸透镜成像规律的实验. 将焦距为10cm的凸透镜固定在光具座上50cm刻度线处，光屏和点燃的蜡烛位于凸透镜两侧，实验前调整烛焰中心、中心和光屏中心在同一水平高度，如图所示 . 若蜡烛放置在10cm刻度线处，移动光屏，在光屏上（选填“能”或“不能”）呈现烛焰清晰的像. 若蜡烛放置在25cm刻度线处，移动光屏，可在光屏上呈现烛焰清晰（选填“缩小”或“放大”）的实像. 若蜡烛放置在35cm刻度线处，移动光屏，可在光屏上呈现烛焰清晰（选填“正立”或“倒立”）的实像. 若蜡烛放置在45cm刻度线处，可以观察到正立放大的虚像. 根据此规律制成了.3．阳光明媚的春天，白水带桃花盛开，我们能够从不同方向看到桃花，是因为太阳光在桃花表面发生的缘故；夏天雨后天空出现的彩虹就是太阳光的现象；夏日炎炎，资料表明：将皮肤晒黑的罪魁祸首是太阳光中的。
4．如图所示，在“探究凸透镜成像规律”的实验中，通过调节，在光屏上看到了烛焰清晰的像.保持蜡烛和凸透镜的位置不变，把光屏向右移动一小段距离后，要想在光屏上再次得到清晰的像，可在蜡烛与凸透镜之间放一个焦距合适的眼镜（选填“近视”或“远视”）.小芳实验时对此装置进行了改进，将蜡烛换成带有“F”形的LED灯、光屏贴上方格纸，请写出改进后其中一个优点：.5．在探究凸透镜成像规律时，应调节烛焰和光屏中心位于凸透镜的上．当蜡烛距凸透镜30.0cm时，在光屏上成一个等大的实像，则凸透镜的焦距是cm；将蜡烛远离透镜移动动到适当位置，要在光屏上成清晰的像，就将光屏向（远离/靠近）透镜方向移动．二、单选题6．下面是四位同学所画的光路图，其中正确的是（）A．B．C．D．7．如图所示，将一束光线斜射入容器中，并在容器底部形成一光斑，这时往容器中逐渐加水，则光斑的位置将（）A．慢慢向右移动B．慢慢向左移动C．慢慢向水面移动D．仍在原来位置不动8．白纸上印有黑字，每个人都看得特别清楚，我们之所以能看清楚这些字的主要原因是（）A．白纸和黑字分别发出了不同的颜色的光进入眼睛B．白光照到试卷上，白纸和黑字分别发出白光和黑光进入眼睛C．白光照到试卷上，白纸反射出白光进入眼睛，而黑字不反射D．黑字比白纸反射的本领强9．如图所示，在水杯后放置一个小泥娃，透过水杯观察小泥娃，改变小泥娃与水杯的距离，下列关于看到的像的特点说法正确的是（）A．人眼看到的像一定是虚像B．当泥娃靠近水杯时，可能看到泥娃变高又变粗的像C．当泥娃离水杯足够远时，可能看到泥娃上下倒立又变短的像D．当泥娃离水杯一定距离时，可能无论人眼在什么位置都看不清泥娃的像10．下列说法正确的是（）A．矫正近视眼应佩戴凸透镜B．水烧开时冒出大量“白气”是液化现象C．地震时产生的次声波不是振动产生的D．把手机调为静音是在人耳处减弱噪声11．如图是常用的插线板，闭合开关，指示灯发光，且插孔可以提供工作电压，下列说法正确的是（）A．将试电笔插入C孔，其氖管会发光B．图中A与火线相连，B与零线相连C．若指示灯损坏不能发光，则插孔不能提供工作电压D．若A、B两孔发生短路，则其它插孔仍可提供工作电压12．如图所示，A在水面上方，B在水面下方，AC、BD垂直于水面，垂足分别是C和D，AB连线与水面相交与E点，若从A处射出一束激光，要使激光能够照射到B点，则射出的激光在水面上的入射位置是A．E点B．D点C．D与E之间的某一个点D．C与E之间的某一个点13．2021年5月26日晚，本年度最大满月携月全食“组合出道”。
光学原理习题答案1. 一束光线从空气射入玻璃，发生折射现象。
如果光线的入射角为30°，玻璃的折射率为1.5，求折射后光线的折射角。
解，根据折射定律可知，入射角 i、折射角 r 和介质折射率 n 之间的关系为n=sin(i)/sin(r)。
代入已知数据，得到sin(30°)/sin(r)=1.5，解得sin(r)=sin(30°)/1.5，r=arcsin(sin(30°)/1.5)，计算得到 r≈20°。
2. 一束光线从水中射入空气，发生折射现象。
如果光线的入射角为45°，水的折射率为1.33，求折射后光线的折射角。
解，同样根据折射定律可知，入射角 i、折射角 r 和介质折射率 n 之间的关系为 n=sin(i)/sin(r)。
代入已知数据，得到 sin(45°)/sin(r)=1.33，解得sin(r)=sin(45°)/1.33，r=arcsin(sin(45°)/1.33)，计算得到 r≈33.75°。
3. 一束光线从空气射入玻璃，发生全反射现象。
如果光线的入射角为45°，玻璃的折射率为1.5，求临界角。
解，根据全反射的条件，当入射角大于临界角时，光线发生全反射。
临界角可以通过折射定律的反推得到，即 sin(c)=1/n，代入已知数据，得到 sin(c)=1/1.5，c=arcsin(1/1.5)，计算得到 c≈41.81°。
4. 一束光线从玻璃射入水，发生折射现象。
如果光线的入射角为60°，水的折射率为1.33，求折射后光线的折射角。
解，根据折射定律可知，入射角 i、折射角 r 和介质折射率 n 之间的关系为n=sin(i)/sin(r)。
代入已知数据，得到 sin(60°)/sin(r)=1.33，解得sin(r)=sin(60°)/1.33，r=arcsin(sin(60°)/1.33)，计算得到 r≈43.3°。
光学试题及答案一、选择题1. 光的折射现象是指光从一种介质进入另一种介质时，光线的传播方向发生改变。
这种现象是由于光在不同介质中的传播速度不同造成的。
以下哪种情况不属于光的折射现象？A. 光从空气进入水中B. 光从水中进入空气C. 光从玻璃进入空气中D. 光从空气中进入玻璃中答案：D2. 以下哪项不是光的干涉现象的特点？A. 需要两束相干光B. 干涉条纹是光强的分布C. 干涉条纹是光的频率分布D. 干涉条纹的间距与波长有关答案：C二、填空题1. 光的三原色是______、______、______。
答案：红、绿、蓝2. 根据斯涅尔定律，当光从空气斜射入水中时，折射角______入射角。
答案：小于三、简答题1. 请简述光的偏振现象及其应用。
答案：光的偏振是指光波振动方向的有序排列。
自然光的振动方向是随机的，而偏振光则具有特定的振动方向。
偏振现象的应用包括偏振眼镜减少眩光，偏振滤光片在摄影中减少反射，以及在液晶显示技术中控制光的通过。
2. 什么是全反射现象？请举例说明。
答案：全反射是指当光从光密介质进入光疏介质，且入射角大于临界角时，光线不会折射进入光疏介质，而是全部反射回光密介质的现象。
例如，当光线从水中射向空气，且入射角足够大时，就可能发生全反射，形成水面上的明亮光环。
四、计算题1. 已知光在真空中的速度为\[ c = 3 \times 10^8 \] m/s，求光在折射率为1.5的介质中的传播速度。
答案：光在介质中的传播速度 \( v \) 可以通过公式 \( v =\frac{c}{n} \) 计算，其中 \( n \) 是折射率。
代入数值得到 \( v = \frac{3 \times 10^8}{1.5} = 2 \times 10^8 \) m/s。
2. 如果一束光从空气射入水中，已知入射角为30°，求折射角。
答案：根据斯涅尔定律 \( n_1 \sin(\theta_1) = n_2\sin(\theta_2) \)，其中 \( n_1 \) 和 \( n_2 \) 分别是空气和水的折射率，\( \theta_1 \) 和 \( \theta_2 \) 分别是入射角和折射角。
《光学》经典简答、探究18题答案1、（1）依次跳起解析：农夫看到牛跳起,是牛跳起时反射的光进入他的眼睛,因为三头牛距离农夫的远近不同,所以对农夫来说三头牛是依次跳起的．（2）2S1 /C解析：由图知,当在A位置的农夫合上电源开关起,电流以光速向奶牛的方向运动,当B牛受到电击跳起的景象回到农夫眼前所用总的时间为：2S1/ C ,其中C为光速（3）对于在农夫对面E点的爱因斯坦来说,由于光和电传播的速度相同,因此,他看到的是三头牛同时跳起．（4）对于同一类事件,由于观察者的位置不同,看到其发生的时间是不同的．2、红因为通过三棱镜的折射之后,红光的偏折程度最小。
3、（1）刻度尺解析：所用的主要器材有平行光源、光屏、刻度尺,光屏便于找到焦点,刻度尺测出焦距（如图）。
（2）只测一块镜片焦距和凸透镜的原焦距相等,一次实验很具有偶然性,要测量多个碎片的焦距,然后总结结论．（3）上解析：凸透镜成像能呈现在光屏上是实像．实像在光屏的上方,要么烛焰太低,要么光屏太低,所以使蜡烛上移或使光屏上移．（4）连接AO并延长,过A点作主光轴的平行线交凸透镜一点,连接该点和凸透镜的焦点F并延长,与AO的延长线交于一点A′,该点是物体AB的A点像的位置,作该点垂直于主光轴,即为AB在光屏上所成的像的大致位置．如上图所示。
4、2解析：表中快门一行每格中的数值大约总是左边相邻数值的2倍,这表示镜头进光时间只有左边相邻一挡的一半.为了保证光照能量一定,镜头进光量应该是左边一挡的2倍.这就是说,镜头的进光面积应该是左边一挡的2倍。
从圆面积公式S=π（d/2）2这表示,要使进光量扩大为原来的2倍,镜头的直径应该扩大为原来的2倍,即1.4倍·由于和"光圈"值的16实际是指镜头焦距的1/16〈依此类推〉,所以光圈一行每个数值的它右侧数值的1.4倍.用表中的数值验证一下这个关系：16/11=1.45, 11/8=1.38, 8/5.6=1.43, 5.6/4=14,4/2.8=1.43,这与我们的推断相符.所以,光圈一行最右一格的数值应该是 2.8/1.4=25、虚凸近解析：近视镜从前面观察,会由于光的反射成像,镜片是有弧度的,从前面看向外凸,与凸面镜成像是一样的,成的是虚像,离镜片越近,所成的像越大．6、sini/cosr＝1.497、（1）红花反射红色光,吸收其他颜色的光；（2）红色光的热效应较强；（3）白色花反射所有颜色的光,很少吸收色光。
物理光学作业参考答案[11-1]一个平面电磁波可以表示为0],2)(102cos[2,014=+-⨯==z y x E t c z E E ππ，求：（1）该电磁波的频率、波长、振幅和原点的初相位？（2）波的传播方向和电矢量的振动方向？（3）相应的磁场B 的表达式？ 解：（1）由平面电磁波的表达式知，该波的圆频率为14102⨯=πω，速度v=c ，故：频率 14141021022=⨯==πππωv Hz 波长 m m v c μλ3103101036148=⨯=⨯==- 振幅 m V A /2=初相位 rad 2πϕ=（2） 波沿z 轴正方向传播，电矢量沿y 轴方向振动（3） 由V B E =，知T c A V E B 881067.01032-⨯=⨯===（特斯拉=韦伯/米2） 故，相应的磁场B 的表达式为：0,0],2)(102cos[1067.0148==+-⨯⨯-=-z y x B B t c z B ππ[11-2]在玻璃中传播的一个线偏振光可以表示为)]65.0(10cos[10,0,0152t czE E E x z y -===π，试求：（1）光的频率和波长；（2）玻璃的折射率。
解：（1）由平面电磁波的表达式知，该波的圆频率为1510⨯=πω，速度c V 65.0=，故光的： 频率 Hz v 141052⨯==πω波长 m m v c v V μλ39.01039.010510365.065.06148=⨯=⨯⨯⨯===- （2）玻璃的折射率为：54.15385.165.0≈===ccV c n[11-3] 平面电磁波的表示式为)]1063(102exp[)322(8600t y x i y x E ⨯-+⨯+-=π，试求该平面波的偏振方向，传播方向，传播速度，振幅，波长和频率。
解：由题设知：148666101210610201021032322⨯=⨯⨯⨯==⨯=⨯==-=ππωππz y x y x k k k A A ，，，因此，振幅：)/(422m V A A A y x =+=波数：)(10416222-⨯=++=m k k k k z y x π偏振方向与x 轴的夹角为： 1206042cos cos 11或-=-==--A A x α 由于传播方向与偏振方向垂直，故传播方向k与x 轴的夹角为 30。
光学参考答案大全光学参考答案大全光学是研究光的传播、反射、折射、干涉、衍射和吸收等现象的科学。
它是自然科学的一个重要分支，也是应用广泛的一门学科。
在学习光学的过程中，我们经常会遇到各种问题和难题，需要参考答案来解决。
本文将为大家提供一份光学参考答案大全，希望能够帮助到大家。
1. 光的传播速度是多少？光在真空中的传播速度是每秒约299,792,458米，通常记作c。
这是一个常数，也是相对论的基本常量之一。
2. 什么是光的反射？光的反射是指光线从一种介质射入另一种介质时，遇到界面发生改变方向的现象。
根据反射定律，入射角等于反射角。
3. 什么是光的折射？光的折射是指光线从一种介质射入另一种介质时，由于介质密度的不同而改变方向的现象。
根据斯涅尔定律，入射角和折射角之间满足折射定律。
4. 什么是光的干涉？光的干涉是指两束或多束光线相遇时，由于光的波动性而产生的明暗相间的干涉条纹。
干涉现象可以解释光的波动性，也是实验验证光的波动性的重要手段。
5. 什么是光的衍射？光的衍射是指光通过一个孔或者绕过一个障碍物后，发生弯曲和扩散的现象。
衍射现象是光的波动性的重要证据之一，也是一些实验的基础。
6. 光的吸收是什么意思？光的吸收是指光线穿过介质时，一部分能量被介质吸收而转化为其他形式的能量。
吸收现象是光与物质相互作用的重要表现。
7. 什么是光的色散？光的色散是指光线在通过介质时，由于介质对不同波长的光的折射率不同，导致光线分离成不同颜色的现象。
色散现象是光的波动性的重要表现之一，也是彩虹形成的原理。
8. 什么是光的偏振？光的偏振是指光线中的电矢量在空间中的方向具有一定的规律性。
光的偏振现象是光的波动性的重要表现之一，也是一些光学器件的基础原理。
9. 光的波粒二象性是什么意思？光既可以被看作是波动的电磁波，又可以被看作是由光子组成的粒子。
这种既有波动性又有粒子性的特性被称为光的波粒二象性。
10. 光学在现代科技中的应用有哪些？光学在现代科技中有广泛的应用，包括光通信、激光技术、光学显微镜、光学传感器、光学计算等。
第一章 习题11、物点A 经平面镜成像像点A ＇，A 和A ＇是一对共轭等光程点吗？ 答：A 和A ＇是一对共轭等光程点2、在什么条件下附图中的折射球面起会聚作用，在什么条件下起发散作用？(a) (b)解: r nn n f -''='(a ) ∵ r > 0 ,∴ 当 n' > n 时，0>'f ，会聚；当 n' < n 时，0<'f ,发散。
(b )∵ r < 0 ,∴ 当 n' > n 时，0<'f ，发散; 当 n' < n 时，0>'f ，会聚。
3、顶角α很小的棱镜，常称为光楔；n 是光楔的折射率。
证明光楔使垂直入射的光线产生偏向角δ = (n −1) α，δ是指入射光经两折射面折射后，出射光线与入射光线之间的夹角。
证法一： 由折射定律n sin i 1=n 0sin i 2 ， i 1、 i 2 很小，则 11sin i i ≈ ， 22sin i i ≈ 由几何关系：α=1i ，即2i n =α ∴ αααδ)1(12-=-=-=n n i i证法二：由几何关系：α=1iδαδ+=+=12i i由折射定律 n sin i 1=n 0sin i 2∵ i 1、 i 2 很小，α=≈11sin i i , 22sin i i ≈， 且 10≈n1则有 δαα+=n ，∴ αααδ)1(-=-=n n4、若空气中一均匀球形透明体能将平行光束会聚于其背面顶点上，此透明体的折射率应等于多少？解：设球形透明体的半径为r ，其折射率为n ′已知r p p n 2 , , 1='-∞== 根据单球面折射成像公式r nn p n p n -'=-'' 得：rn r n 12-'=' ∴ 2='n 5、试证明：一束平行光相继经过几个平行分界面的多层介质折射时，出射光线的方向只与入射光的方向及入射空间和出射空间介质的折射率有关，与中间各层介质无关。
证明：∵ 0011sin sin i n i n =1122sin sin i n i n = 2233sin sin i n i n =┇2211sin sin ----=k k k k i n i n 11sin sin --=k k k k i n i n∴ 00sin sin i n i n k k = 即 k k n i n i /)sin (sin 00=，命题成立。
6、照相机的物镜是焦距为12cm 的薄透镜，底片距透镜最大距离为20cm ，拍摄物镜前15cm 处的景物，要在物镜上贴加一个多大焦距的薄透镜？ 解：已知cm p cm p cm f f 20 , 15 , 122111='-==-=' 21p p ='，求?22=-='f fcm p f p p p f p f 60 111 111111111='⇒'=-'⇒=+''cm p p f p p p f p f 60 , 111 1122222222='='=-'⇒=+''且 则有cm p p p p p p p p f 3020602060212122222=-⨯='-'''='-'='n k7、如图所示，L 1、L 2分别为凸透镜和凹透镜，前面放一小物，移动屏幕到L 2后20cm 的S 1处接到像，先将凹透镜L 2撤去，将屏移前5cm 至S 2处，重新接收到像，求凹透镜L 2的焦距。
解：已知 155202cm p =-=20 2cm p =' 求：?22=-='f f111 12222222f p p p f p f '=-'⇒=+'' cm p p p p f 60 22222-='-'='⇒20cm第二章 习题21、一维简谐平面波函数)v(cos ),(xt A t p E -=ω中，v x 表示什么？如果把波函数写为)vcos(),(xt A t p E ωω-=，vxω表示什么？ 答: x /v 表示坐标为x 的P 点的光振动状态对原点同一光振动状态的延迟时间。
ωx /v 表示在同一时刻t ，坐标为x 的P 点的光振动比原点光振动落后的相位。
2、一单色平面光波在玻璃中沿x 轴方向传播，其波函数为)]}0.66c(10[ exp{),(15xt i A t p E -⨯-=π 试求：（1）光波的频率；（2）光波的波长；（3）玻璃的折射率。
解：(1) exp ),(A t p E =｛])v([0ϕω+--xt i ｝ exp A =｛)]66.0(10[15cxt i -⨯-π｝ ∴ ω = π×1015(s -1) , ν = ω/(2π) = 5×1014Hz(2) v=0.66c , 由v = νλ 得λ = v/ν =0.66c/(5×1014)=3.96×10-7(m ) (3) n = c /v = c/(0.66c) = 1.523、一单色光波，传播速度为3×108m/s ，频率为5×1014Hz ，问沿着光波传播方向上相位差为90°的任意两点之间的最短距离是多少？解: 已知 c =3×108(m/s), ν=5×1014Hz , Δφ=π/2, λ=c /ν=6×10-7(m )由 r ∆λπϕ∆2=得 )(105.14106277m r --⨯=⨯==ϕ∆πλ∆=0.15(μm ) 4、一单色平行光，在真空中波长为600nm ，垂直入射到平行平面玻璃板上，玻璃对此波长的折射率为1.5，玻璃板厚度为1×10-4m ，求光在玻璃中的传播速度和波长各是多少？光波透过玻璃刚离开和刚进入时相比，光程差和相位差各是多少？解: 已知 λ0 = 600nm , n =1.5 , h =1×10-4m)/(1025.1103v 88s m n c ⨯=⨯==, )(4005.16000nm n ===λλΔ=nh =1.5×10-4(m) , ππ∆λπδ5105.110622470=⨯⨯⨯==--×102(rad) 5、复振幅ikz Ae p +=)(~ψ中的模和幅角各表示什么物理意义？ 答：模表示波的振幅，辐角表示某时刻波的相位分布或某时刻在空间任意点的相位。
6、写出沿x 轴传播的平面简谐波的复振幅表达式。
解：)(0)(~ϕψ-=kx i Ae p7、分别写出发散的和会聚的球面简谐波的复振幅。
解：发散，)](exp[)(~0ϕψ-=kr i rA P会聚，)](exp[)(~0ϕψ--=kr i rAP 8、如图所示，一波长为λ的平面简谐波沿r 方向传播，设r = 0处的初相位为φ0，(1) 写出沿r 方向波的相位分布φ(r )； (2) 写出沿x 方向波的相位分布φ(x )； (3) 写出沿y 方向波的相位分布φ(y )； (5) 写出该平面简谐波的复振幅表达式。
解： (1) 0002)(ϕλπϕϕϕ-=-=-⋅=r kr r k r ϖϖ (2) 0000cos 22)(ϕθλπϕλπϕϕϕ-=-=-=-⋅=x x x k i x k x xx ϖϖ(3) 0000sin 22)(ϕθλπϕλπϕϕϕ-=-=-=-⋅=y y y k i y k y yy ϖϖ (4)]})[(exp{)](exp[)(~00ϕϕψ-++=-⋅=z k y k x k i A r k i A P z y x ϖϖ]}) sin (cos 2[exp{0ϕθθλπ-+=y x i A第二章 习题31、试计算如图所示的周期函数Λ 3 2 1 0)2/1( 1)2/1( 1 )(,,,,n ,n x n ,,n x n ,x g ±±±=≤≤--+<<+=λλλλ当当的傅里叶级数表达式。
解：⎰=λλ002dx )x (g a0)2(2222/2/0=⎥⎦⎤⎢⎣⎡--=⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=⎰⎰λλλλλλλλdx dx ⎰⎰⎰-==λλλλλπλλπλλπλ2/2/00)2cos(2)2cos(2)2cos()(2dxx mdx x mdxx m x g a mΛ 3, 2, 1 , 0)2()2(1220,m x m sin x m sin m //==⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡-=λλλλπλππ)2sin(2)2sin(2)2sin()(22/02/0⎰⎰⎰-==λλλλλπλλπλλπλdx x mdx x mdxx m x g b m⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡+=λλλλπλππ202221//)x m cos()x m cos(m )cos 1(2ππm m -== ),6 ,4 ,2( , 0) ,5 ,3 ,1( , 4ΛΛ==m m m π ⎥⎦⎤⎢⎣⎡+++=Λ)25sin(51)23sin(31)2sin(4)(x x x x g λπλπλππλππ2 )5sin(51)3sin(31)sin(4=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+++=k kx kx kx 其中Λ 2、试计算如图所示函数的傅里叶变换。
+E 0 , d x <<0解：()f x = - E 0 , 0<<-x d0 x 为其它值02 2 2 000()()di f x i f x i f x dG f f x e dx E e dx E e dx πππ+∞----∞-==-+⎰⎰⎰dx e E dx eE dx ik d xik ⎰⎰---+-=000[][][]220222000 0 0 00 0 02/)2/sin(2sin )2/(12)cos(14)]cos(1[2212)(2)1()1()()(⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=-=-=-=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+-=+-=---=---=------⎰⎰kd kd kd iE kd kd kd iE kd ik E kd ik E e e ik E e e ik E e e ik E ikx d e ikx d e ik E d ik d ik d ik d ik d ik d ik d x ik d xik ⎪⎭⎫ ⎝⎛-=2c sin 220kd kd iE3、一单色光源发射波长为550 nm 的等幅简谐波列，与其谱线半宽度相应的波长间隔为0.25 nm ，求此波列的长度和持续时间。
