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习 题 课一几何光学,1、直线传播定律,2、独立传播定律,3、光路可逆原理,4、反射定律,面镜成像规律,(条件:近轴,细光束),平面反射成像规律,单球面反射成像规律,全反射,5、折射定律,折射成像规律,单球面折射成像规律,薄透镜成像规律,共轴球面系统成像规律,(理想光具组),R,费马原理,(条件:近轴,细光束),2,薄透镜、球面折射和球面反射公式对照表,3,讨论:,放大像,缩小像,等大像,(1),和,(2),y、y同号,正像,s、s同号,物像在基准点同侧,实物 虚像,虚物 实像,4,(3),y、y异号,倒像,s、s异号,物像在基准点异侧,实物 实像,虚物 虚像,n,n,P,P,O,F,F,实物 实像,实物 虚像,5,薄凸透镜成像,6,视场光阑,将系统中各光阑逐个地对其前面光学系统成像,将所有这些像对入瞳中心张角,其中最小张角者所对应的光阑即系统的视场光阑F.S.。,入窗视场光阑经前面光学系统的像。-限制物方视场(PQ1)的大小,出窗视场光阑经后面光学系统的像。-限制像方视场(PQ1)的大小,视场光阑、入窗、出窗相互共轭,将系统中各光阑分别经其前面的光学元件成像于系统的物空间,其中对轴上物点张角最小的那个像所对应的光阑即为孔径光阑A.S.。,入瞳孔径光阑通过其前面光学系统所成的像-决定进入系统光束的大小,出瞳孔径光阑通过其后面光学系统所成的像-决定从系统出射光束的大小,入瞳、孔径光阑、出瞳相互共轭,7,2. 有一凹球面反射镜,曲率半径为20cm,如果把小物体放在离镜面顶点6cm处,则像在镜 cm处,是 像。(正或者倒),1,8,3. 为了把仪器刻度放大2倍,在它上面置一平凸透镜,并让透镜的平面与刻度紧贴。假设刻度和球面顶点距离30mm,玻璃的折射率为1.5,求凸面的半径。,9,4.一平行平面玻璃板的折射率为1.5,厚度为d。一束会聚光束入射到玻璃板上,如图所示。其顶点M距玻璃板前表面6cm,此光束沿玻璃板所成的像M与M相距0.125cm,求d。,10,5. 如图所示,一光线射入折射率为n的一球形水滴,求(1)此光线在水滴内球面另一侧的入射角a;此光线被全反射还是部分反射?(2)偏向角(出射光线与入射光线之间的夹角)的d 表达式;(3)求偏向角d最小时的入射角i1.,11,6.一虚物PQ位于凹透镜右侧二倍焦距处,用作图法求它经透镜成的像。,12,7.一玻璃空盒的两端是共轴球面,一端是半径r1= 1.65cm的凹面,另一端是半径为r2= 1.65cm的凹面,两顶点间距1.85cm。将盒在空气中密封后放入水中。一高为1cm的物体距前凹球面的顶点10cm,与光轴垂直。求物体经玻璃盒所成的像。(玻璃厚度忽略不计),C1,C2,O2,O1,P,C1,Q,13,8、一个折射率为1.5的玻璃球,半径R,置于空气中。在近轴成像时,问:(1)无穷远处的物成像在何处?(2)物在球前2R处,成像在何处?,9.一薄透镜在空气中的焦距为f =15cm,透镜材料的折射率为n=1.5。将此薄透镜放入水(n水=1.33)中,其焦距变为多少?若将它放入二硫化氮(n二=1.64)中,其焦距又变为多少?,15,10. 用一个焦距为20cm的凸透镜与一个平面镜组成共轴光具组,平面镜位于透镜右边10cm处,今置高为1cm的物体于透镜左方10cm处(系统处于空气中),(1)求最后成像的大小和性质;(2)作出准确的光路图。,P,Q,16,11.相距 d=5cm 的两个薄透镜 L1和 L2 ,焦距分别为 f1= 9cm 和 f2= 3cm ,直径分别为D1= 5cm和D2= 4cm ,直径D = 3cm 的圆孔光阑A放在透镜间距 L2 2cm处,当轴上一物点P在 L1左方12cm处时,求: a)孔径光阑; b)入瞳、出瞳的位置和直径;c) 视场光阑;d) 入窗、出窗的位置与直径。,
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