工程光学第六章第二讲
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工程光学
第二章 理想光学系统
1、一个折射率为1.52的双凸薄透镜,其中一个折射面的曲率半径是另一个折射面的2倍,且其焦距为5cm,则这两个折射面的曲率半径分别是〔7.8〕cm和〔-3.9〕cm。
2、一个薄透镜折射率为1.5,光焦度500D。将它浸入某液体,光焦度变成-1.00D,则此液体的折射率为〔1.502〕。
3、反远距型光组由〔一个负透镜和一个正透镜〕组成,其特点是〔工作距大于组合焦距〕。
4、 远摄型光组由一个〔正透镜〕和一个〔负透镜〕组成,其主要特点是〔焦距大于筒长〕,因此该组合系统常用在〔长焦距镜头〕的设计中。
第三章 平面与平面系统
1、反射棱镜在光学系统中的主要作用有〔折叠光路〕、〔转折光路〕和转像、倒像等,在光路中可等效为平行平板加〔平面反射镜〕。
2、某种波长的光入射到顶角为60°的折射棱镜,测得最小偏向角为42°15′,则该种玻璃对于入射波长的折射率为〔1.557〕。
3、唯一能完善成像的光学元器件是〔平面反射镜〕,利用其旋转特性可制作光学杠杆进行放大测量;利用双光楔也可以实现〔微小角度和微小位移〕的测量,主要有〔双光楔旋转测微〕和〔双光楔移动测微〕两种形式。
4、用于制作光学元件的光学材料包括光学玻璃,〔光学晶体〕和〔光学塑料〕三类。选用光学玻璃时的两个重要参数是〔折射率〕和〔阿贝常数〕。
5、一个右手坐标的虚物,经一个直角屋脊棱镜反射后,成〔右手〕坐标的〔虚〕像。
第四章 光学系统中的光束限制
1、限制轴上物点成像光束宽度的光阑是〔孔径光阑〕,而〔渐晕光阑〕在其基础上进一步限制轴外物点的成像光束宽度。
2、为减少测量误差,测量仪器一般采用〔物方远心〕光路。
3、测量显微镜的孔径光阑放置在〔物镜后焦平面上〕,视场光阑放置在〔一次实像面处〕,如果用1/2″的CCD接收图像并用14″的监视器观察图像,要求系统放大倍率为140倍,则显微镜的放大倍率是〔5倍〕。
第五章 光线的光路计算及像差理论
工程光学韩军第二版第六章课后答案
1、23.口罩成为常态防疫“神器”,戴眼镜的人们常因口罩佩戴出现镜片模糊的情况,这是液化现象。下列实例中与它物态变化相同的是() [单选题] *
A.初春,冰雪消融
B.夏天,清晨草叶或树叶上形成露珠(正确答案)
C.深秋,屋顶的瓦上结了一层霜
D.冬天,室外冰冻的衣服变干了
2、1.与头发摩擦过的塑料尺能吸引碎纸屑。下列与此现象所反映的原理相同的是() [单选题] *
A.行驶的汽车窗帘被吸出去
B.挤压后的吸盘吸在光滑的墙上
C.用干燥的双手搓开的塑料袋会吸在手上(正确答案)
D.两个表面光滑的铅块挤压后吸在一起
3、关于安全用电,下列做法中正确的是() [单选题]
A.更换灯泡时先断开电源开关(正确答案)
B.在高压线下放风筝
C.家用电器电线绝缘皮破损了仍继续使用
D.用湿布擦拭正在工作的电视机
4、2.物体的加速度a=0,则物体一定处于静止状态. [判断题] *
对
错(正确答案)
5、做匀速直线运动的物体,其机械能保持不变 [判断题] *
对
错(正确答案)
答案解析:匀速直线运动的物体,动能保持不变,重力势能无法判断,机械能无法判断。
6、下列说法正确的是() [单选题]
A.指南针能够指南北,是由于受到地磁场的作用(正确答案)
B.能够自由转动的小磁针静止时,其N极指向地理南极附近
C.磁体的磁性越强,能吸引的物质种类就越多
D.磁体之间的作用是通过磁场发生的,但磁场并不存在
7、使用干冰进行人工增雨过程中,干冰先升华后液化 [判断题] *
对
错(正确答案)
答案解析:干冰升华吸热,使空气中的水蒸气液化或者凝华
8、电饭锅、电烤箱和微波炉都利用了电流的热效应 [判断题] *
对
错(正确答案)
答案解析:微波炉没有利用电流热效应
9、D.环形电流的电流强度跟m成反比(正确答案)下列说法不符合分子动理论观点的是() *
A.用气筒打气需外力做功,是因为分子间的后斥力作用(正确答案)
第三章 光现象
【知识点梳理】
(一)、光的色彩和颜色
1、光源:____________________________,下面几物体中属于光源的有 。
a、红宝石 b、蜡烛 c、电灯(开关断开) d、太阳
e、月亮 f、通电的手电筒 g、恒星
2、光的色散:白色太阳通过玻璃三棱镜后,被分解成七色的彩色光带,白纸最上面的光线的颜色 ,最下面的光的颜色是 ;如果在三棱镜和光屏之间再倒放一只三棱镜,在后面的光屏上光的颜色为 色,这种现象称为光的 性。请列举出日常现象中与光的色散有关的现象: 。(列举一例即可)
3、物体的颜色:不透明物体只能反射 的色光,透明物体只能透射 的色光;白色物体可以反射 色光;黑色物体可以吸收 色光,所以电影院的银幕都采用的是 色。红色的追光灯照在主持人白衬衫和蓝裤子上,则主持人的衬衫呈
色,裤子呈 色。
4、光(颜料)的三原色:如右图所示,图 是色光的三原色,请问1区是 色,请问2域是 色;乙图是学美术的同学所用的三种颜色,可以调制出各种颜色,请问3区是 色,4区是 色。
5、光的能量:
下面几幅图共同说明了 ,这四幅图分别反映了光能转为 能、
能、 能和 。
(二)、人眼看不见的光 绿
红
1 2
甲 红
3
蓝 4
乙 1、在光的色散实验中,小明在测量以光区域的温度时,惊奇地发现:温度计放在红光的外侧时,温度会 (上升/下降)(如图),这是因为红光外侧存在人眼看不见的光,它是 ,它具有 效应。试举出其具体的应用: 。(列举两例)
第一章习题 1 、已知真空中的光速c=3 m/s,求光在水(n=1.333)、冕牌玻璃(n=1.51)、
火石玻璃(n=1.65)、加拿大树胶( n=1.526)、金刚石(n=2.417)等介质中的
光速。
解:
则当光在水中,n=1.333 时,v=2.25 m/s,
当光在冕牌玻璃中,n=1.51 时,v=1.99 m/s,
当光在火石玻璃中,n=1.65 时,v=1.82 m/s,
当光在加拿大树胶中,n=1.526 时,v=1.97 m/s,
当光在金刚石中,n=2.417 时,v=1.24 m/s。 2 、一物体经针孔相机在 屏上成一 60mm 大小的像,若将屏拉远 50mm,则像的
大小变为 70mm,求屏到针孔的初始距离。
解:在同种均匀介质空间中光线直线传播,如果选定经过节点的光线则方向不 变,令屏到针孔的初始距离为 x ,则可以根据三角形相似得出:
所以 x=300mm
即屏到针孔的初始距离为 300mm。
3 、一厚度为200mm 的平行平板玻璃(设 n=1.5),下面放一直径为 1mm 的
金 属片。若在玻璃板上盖一圆形纸片,要求在玻璃板上方任何方向上都看不到
该金
属片,问纸片最小直径应为多少?
解:令纸片最小半径为 x,
则根据全反射原理,光束由玻璃射向空气中时满足入射角度大于或等于全反 射
临界角时均会发生全反射,而这里正是由于这个原因导致在玻璃板上方看不到
金属片。而全反射临界角求取方法为:
(1)
其中 n 2=1, n1=1.5,
同时根据几何关系,利用平板厚度和纸片以及金属片的半径得到全反射临界
角的计算方法为:
(2)
联立(1)式和(2)式可以求出纸片最小直径 x=179.385mm , 所以纸片最
小直径为 358.77mm。
4 、光纤芯的折射率为n
纤的数值孔径(即 n 1、包层的折射率为n2,光纤所在介质的折射率为n 0,求光 I
0sinI1,其中 1为光在光纤内能以全反射方式传播时在入射端