应用光学第一章习题库.doc

1、第 1 章 几何光学基本原理1典型例题例 1 . 游泳者在水中向上仰望，能否感觉整个水面都是亮的？解：本题是全反射现象和光路可逆现象的综合运用。水的折射率 =1.33，空气的折射率 =1.当光线由水进入空气，是n水 n水由高折射率介质进入低折射率介质，可以发生全反射，即由水中发出的光线射到水面上时，如果入射角达到临界角，出射光线将掠过分界面。换一个角度看，和水面趋于平行的光，折射后进入水中一点 A,它在水面下的折射角即为临界角 。在以水中一点 A 为锥顶，0I半顶角为 的圆锥范围内，水面上的光线可以射到 A 点，所以游泳0I者在水中仰望天空，不能感觉整个水面都是明亮的，而只能看到一个明亮的圆，

2、圆当然的大小当然与游泳者所在的水深有关，如图所示。下面求出临界角 I0 的大小 sinI0 等于 n 空与 n 水的比值等于 0.75 设水深为 H，则明亮圆半径 R= 0taHI例 1-2：一速光由玻璃（n=1.5)进入水（n=1.33),若以 角入射，试45求折射角。解：本题直接应用斯涅耳定律即可。= 1sin2i= 1.5 , = 1.33 , 1sin451.5sin = 1.33sin452isin = 0.7492iI = 。.6折射角为 52.6 度。二习题1-1 有时看到玻璃窗户上映射的太阳特别耀眼，这是否是由于窗玻璃表面发生了全反射？1-2 射击水底目标时，是否可以和射击地面

3、目标一样进行瞄准？1-4 汽车驾驶室两侧和马路转弯处安装的反光镜为什么要做成凸面，而不做成平面？1-5 观察清澈见底的河床底部的卵石，看来约在水下半米深处，问实际河水比半米深还是比半米浅？1-6 人眼垂直看水池 1 米深处的物体，水的折射率为 1.33，试问该物体的像到水面的距离是多少？1-7 平行光速投射到一水槽中，光速的一部分在顶面反射而另一部分在底面反射，如图所示，试证明两束返回到入射介质的光线是平行的。1-8 构成透镜的二表面的球心相互重合的透镜称为同心透镜，同心透镜对光束起发散作用还是会聚作用？1-9 物体透过透镜成一虚像，用屏幕是否可以接收到这个像？如果用人眼观察，是否可以看到这个像？1-10 共轴理想光学系统具有哪些成像性质？1-11 光学系统第一面前面的空间为物空间，最后一面后边的空间是像空间，这种说法对吗？1-12 什么叫理想光学系统？理想光学系统具有那些性质？1-13 什么叫理想像？理想像有何实际意义？