光学仪器基本原理习题及答案
光学练习题答案
一、判断题1. 光程是光在介质中传播的几何路程。
（× ）2. 光在折射率为n 的介质中传播距离为d 时，光程也为d 。
（ × ）3. 在劈尖干涉实验中，若劈尖角变大，其他条件不变，则干涉条纹间隔会变大。
（ × ）4. 在杨氏双缝干涉实验中，减小狭缝之间的距离，其他条件不变，则接收屏上的条纹间隔会变大（√）5. 在单缝衍射实验中，增大单缝的宽度，则接收屏上的条纹间隔会变小。
（ √ ）6. 根据光的偏振理论，经过偏振片后有消光现象的入射光一定是线偏振光。
（ √ ）7. 在单缝夫琅和费衍射实验中，按“半波带”法分析，就是将缝宽按入射光波长的一半来划分，若缝宽为半波长的偶数倍，则相应级次的条纹为明条纹。
（ × ） 8. 自然光一定不是单色光，而线偏振光一定是单色光。
（ × ） 9. 若两束光的频率相等，则两束光相遇就可以产生干涉。
（ × ） 10. 将牛顿环装置放入水中，则观察到牛顿环将向中心收缩。
（ √ ） 11. 光学仪器的分辨本领与光学仪器的口径成正比。
（ √ ） 12. 在单缝衍射中，越远离屏幕中心的条纹亮度越暗。
（ √ ） 13. 空气牛顿环的反射光线干涉图像中心一定是一个暗斑。
（ √ ） 14. 当自然光以布儒斯特角入射到介质表面时，反射光线和折射光线都是线偏振光。
（ × ） 二、填空题1.波长为λ的单色光在折射率为n 的介质中，由a 点传播到b 点相位变化了8π，则a 、b 两点之间的几何距离为4nλ。
2. 真空中波长为λ的单色光，在折射率23=n 的介质中传播，若由S 点传到P 点时，相位变化为π，则S、P 间的几何路程为2nλ；光程为2λ。
3.在杨氏双缝干涉实验中，如果屏幕向狭缝靠近，干涉条纹变__密__ ___，若缝距变小，干涉条纹变____疏__。
（填“疏”或“密”）4. 一束波长为λ的单色光由空气垂直入射到折射率为n 的透明薄膜上，透明薄膜放在空气中，要使反射光得到干涉加强，则薄膜的最小厚度为4nλ。
仪器分析习题课(光学分析部分)
（3）待测元素吸收线和试样中共存元素的吸收线重叠，可选择待测 元素的其它吸收灵敏线作分析线，若其它吸收灵敏线的测定灵敏度过低， 可采取分离干扰元素的方法解决。
C(Mg)=5.62 ng·mL-1
第六章：原子吸收分光光度分析
1.简述原子吸收分光光度分析的基本原理，并从原理上 比较发射光谱法和原子吸收分光光度法的区别？
答：原子吸收分光光度分析中，被测试样在原子化中经 雾化、蒸发、干燥、离解、原子化过程后，被测元素被转化 为基态原子，由锐线光源辐射的锐线为被测元素所吸收而减 弱，透过光线经单色器分光后而为检测器所接收，被测元素 的吸光度与试样中的浓度成正比，此既为原子吸收分光光度 分析的基本原理。
优点：分析速度快，灵敏度高，选择性好，检测限低， AAS较AES受原子化温度影响小，设备也较便宜，AES适合 于多元素同时分析。
2．何谓锐线光源，AAS为何使用锐线光源？ 答：锐线光源是指能辐射出半宽度很窄的发射线的光源。 原子吸收光谱由于受谱线变宽的影响，谱线具有一定的 轮廓，而试样中被测元素的基态原子总数是与积分吸收成正 比的，但是由于原子吸收谱线的半宽度太小，其积分吸收是 不能直接测定的。但若使用锐线光源，由于其发射线宽度远 小于吸收线宽度，而两者的中心频率是重合的，而峰值吸收 与积分吸收成正比，因此，可利用测量峰值吸收来代替积分 吸收，此时峰值吸收与被测元素浓度成正比。
3．在原子吸收分光光度计中，为什么不采用连续光源（例如钨丝 灯或氘灯），而在分光光度计中则需要采用连续光源？
答：原子吸收光谱为线状光谱，其半宽度很小，仅10-2—10-3nm，如 要测量其积分吸收，则要求入射光的通带宽度应远小于原子吸收线的半 宽度,若采用连续光源，则要求单色器的分辨率很高，至少应在五十万分 之一，这在当前技术条件下难以作到。一般分光光度计的通带宽度均大 于0.1nm，若直接测量原子吸收，则由于其通带宽度远大于原子吸收线的 半宽度，由待测元素原子产生的吸收占通带内的入射光的比例很小（约 1%以内），导致测量的误差太大，因此原子吸收分光光度法中，不采用 连续光源，而采用空心阴极灯等锐线光源作光源，测量原子的峰值吸收。
(光学测量技术)第2章常用光学测量仪器及基本部件
图 2.1 典型的平行光管光学原理图
第2章 用光学测量仪器及基本部件 二、 平行光管的基本结构及主要组成部分 图 2.2 所示为国内常用的 CPG — 550 型平行光管光路
结构示意图，并附有高斯目镜和可调式平面反射镜。
图 2.2 CPG — 550 型平行光管结构示意图
第2章 用光学测量仪器及基本部件
1. 物镜 物镜是平行光管中起折光作用的元件。它把自分划板上 的物点发出的发散光束变成平行光束射出，从而给出无限远 的“点”目标，即把有限远的物转化为无限远的目标。
第2章 用光学测量仪器及基本部件
根据使用要求的不同，物镜有多种形式，例如:孔径较 小，要求不太高时，使用一般的双胶合物镜;当孔径较大时， 胶合很困难，一般用双分离的形式，即两片互相分离的镜片 构成物镜;在某些应用场合，希望能调节(改变)物镜的焦距， 就要设计可调焦距物镜;对于要求较高的物镜，同时要求复 消色差，这时使用复消色差物镜;当要求大视场时，则可使 用照相物镜作为平行光管的物镜;在某些要求特大孔径、长 焦距的情况下，透射式常难于实现，就可采用反射面作为物 镜，即所谓的反射物镜。
第2章 用光学测量仪器及基本部件
1. 自准直法的调校原理 用自准直法调校平行光管，是将平行光管的分划板配上 带有分划板照明装置的目镜构成所谓自准直目镜(见 2.2 节)， 该自准直目镜和平行光管物镜就构成了自准直前置镜。将 该准直前置镜对向一个标准平面反射镜，并用分划板的分划 对反射像调焦，实现自准直，从而达到校正的目的。其原理 见图 2.4 。 调焦完毕，就认为平行光管已调校好。
自准直法有较高的精度，并且除了标准平面反射镜外， 不需要其它标准设备，而在通常的孔径下，标准平面反射镜 也是不难找到的，因此自准直法是平行光管调校中的重要方 法。
(完整)应用光学习题解答分解
一、填空题1、光学系统中物和像具有共轭关系的原因是 。
2、发生全反射的条件是。
3、 光学系统的三种放大率是 、 、 ，当物像空间的介质的折射率给定后,对于一对给定的共轭面，可提出 种放大率的要求。
4、 理想光学系统中，与像方焦点共轭的物点是 。
5、物镜和目镜焦距分别为mm f 2'=物和mm f 25'=目的显微镜,光学筒长△= 4mm ，则该显微镜的视放大率为 ，物镜的垂轴放大率为 ，目镜的视放大率为 。
6、 某物点发出的光经理想光学系统后对应的最后出射光束是会聚同心光束，则该物点所成的是(填“实”或“虚"）像。
7、人眼的调节包含 调节和 调节。
8、复杂光学系统中设置场镜的目的是。
9、要使公共垂面内的光线方向改变60度，则双平面镜夹角应为 30 度.10、近轴条件下，折射率为1.4的厚为14mm 的平行玻璃板,其等效空气层厚度为 10 mm 。
11、设计反射棱镜时，应使其展开后玻璃板的两个表面平行,目的是 保持系统的共轴性 。
12、有效地提高显微镜分辨率的途径是 提高数值孔径和减小波长 。
13、近轴情况下,在空气中看到水中鱼的表观深度要比实际深度 小 。
一、填空题1、光路是可逆的2、光从光密媒质射向光疏媒质，且入射角大于临界角I 0，其中，sinI 0=n 2/n 1。
3、垂轴放大率；角放大率；轴向放大率；一4、轴上无穷远的物点5、－20；－2； 106、实7、视度瞳孔8、在不影响系统光学特性的的情况下改变成像光束的位置,使后面系统的通光口径不致过大.9、3010、1011、12、13、小二、简答题1、什么是共轴光学系统、光学系统物空间、像空间？答:光学系统以一条公共轴线通过系统各表面的曲率中心，该轴线称为光轴，这样的系统称为共轴光学系统.物体所在的空间称为物空间，像所在的空间称为像空间.2、如何确定光学系统的视场光阑？答：将系统中除孔径光阑以外的所有光阑对其前面所有的光学零件成像到物空间。
(完整版)光学仪器基本原理习题及答案
第四章 光学仪器基本原理1．眼睛的构造简单地可用一折射球面来表示，其曲率半径为5.55mm ，内部为折射率等于4／3的液体，外部是空气，其折射率近似地等于1。
试计算眼球的两个焦距。
用右眼观察月球时月球对眼的张角为1°，问视网膜上月球的像有多大？解；眼球物方焦距；当s ’=∞时，f=﹣5.55／﹙4／3﹣1﹚=﹣16．65㎜=﹣1．665㎝眼球的象方焦距：f ＇=s ＇=mm 2.2213455.534=-⨯当u=1°时，由折射定律n 1sinu 1=n 2sinu 2U 1=1°n 1=1,n 2=4∕3像高l ＇=f ＇tanu 2=f ＇sinu 2=f ＇×3∕4 sin1º=22.2×3∕4×0.01746=0.29mm2．把人眼的晶状体看成距视网膜2㎝的一个简单透镜。
有人能看清距离在100㎝到300㎝间的物体。
试问：⑴此人看清远点和近点时，眼睛透镜的焦距是多少？⑵为看清25㎝远的物体，需配戴怎样的眼镜？解：人眼s ＇=2cm. S 1=100cm.s 2=300cm近点时透镜焦距'f =21002100+⨯=1.961cm远点时透镜焦距f ＇=23002300+⨯ =1.987cm当s =﹣25cm 时s '=﹣100cm ﹦﹣1m34125.0100.1111=+-=---=-'=Φs s D 300=度3．一照相机对准远物时，底片距物镜18㎝，当镜头拉至最大长度时，底片与物镜相距20㎝，求目的物在镜前的最近距离？解：.18.0m f =' ms 20.0='照相机成像公式：f s s'=-'111 556.020.0118.01111-=+-='+'-=s f s ms 8.1-=目的物在镜前的最近距离为m8.14．两星所成的视角为8′，用望远镜物镜照相，所得两点相距1㎜，问望远镜物镜的焦距时多少？解：已知︒=︒⎪⎭⎫⎝⎛='=0667.06044u mmm l 001.01=='m u l f 8594.0667.0tan 001.0tan =--='='5．一显微镜具有三个物镜和两个目镜。
仪器分析考试练习题和答案
仪器分析考试练习题和答案第2章光学分析法导论【2-1】解释下列名词。
（1）原子光谱和分子光谱（2）发射光谱和吸收光谱（3）闪耀光栅和闪耀波长（4）光谱通带答：（1）原子光谱：由原子能级之间跃迁产生的光谱称为原子光谱。
分子光谱：由分子能级跃迁产生的光谱称为分子光谱。
（2）发射光谱：原来处于激发态的粒子回到低能级或基态时，往往会发射电磁辐射，这样产生的光谱为发射光谱。
吸收光谱：物质对辐射选择性吸收而得到的原子或分子光谱称为吸收光谱。
（3）闪耀光栅：当光栅刻划成锯齿形的线槽断面时，光栅的光能量便集中在预定的方向上，即某一光谱级上。
从这个方向探测时，光谱的强度最大，这种现象称为闪耀，这种光栅称为闪耀光栅。
闪耀波长：在这样刻成的闪耀光栅中，起衍射作用的槽面是个光滑的平面，它与光栅的表面一夹角，称为闪耀角。
最大光强度所对应的波长，称为闪耀波长。
（4）光谱通带：仪器出射狭缝所能通过的谱线宽度。
【2-2】简述棱镜和光栅的分光原理。
【2-3】简述光电倍增管工作原理。
答：光电倍增管工作原理：1）光子透过入射窗口入射在光电阴极K上。
2）光电阴极电子受光子激发，离开表面发射到真空中。
3）光电子通过电子加速和电子光学系统聚焦入射到第一倍增极D1上，倍增极将发射出比入射电子数目更多的二次电子，入射电子经N级倍增极倍增后光电子就放大N次方倍。
4）经过倍增后的二次电子由阳极P收集起来，形成阳极光电流，在负载RL上产生信号电压。
【2-4】何谓多道型检测器？试述多道型检测器光电二极管阵列、电荷耦合器件和电荷注入器件三者在基本组成和功能方面的共同点。
【2-5】请按能量递增和波长递增的顺序，分别排列下列电磁辐射区：红外，无线电波，可见光，紫外光，X射线，微波。
答：能量递增顺序：无线电波、微波、红外线、可见光、紫外光、X射线。
波长递增顺序：X 射线、紫外光、可见光、红外线、微波、无线电波。
【2-6】 计算下列电磁辐射的频率和波数。
（1）波长为0.9nm 的单色X 射线； （2）589.0nm 的钠D 线； （3）12.6μm 的红外吸收峰； （4）波长为200cm 的微波辐射。
光学练习题及答案
光学练习题及答案题目1：光的折射定律是什么？答案：光的折射定律，也称为斯涅尔定律，指的是当光从一种介质进入另一种介质时，入射光线、折射光线和法线都在同一平面内，且入射角和折射角的正弦比等于两种介质的折射率之比，即 \( n_1\sin(\theta_1) = n_2 \sin(\theta_2) \)，其中 \( n_1 \) 和\( n_2 \) 分别是第一种和第二种介质的折射率，\( \theta_1 \) 和\( \theta_2 \) 分别是入射角和折射角。
题目2：什么是全反射现象？答案：全反射是指当光从折射率较高的介质向折射率较低的介质传播时，如果入射角大于临界角，光线将不会进入第二种介质，而是完全反射回第一种介质的现象。
临界角可以通过 \( \sin(\theta_c) =\frac{n_2}{n_1} \) 计算得出。
题目3：什么是光的干涉现象？答案：光的干涉现象是指两个或多个相干光波相遇时，它们的振幅相加，导致光强分布出现明暗相间的条纹或斑点的现象。
这是由于光波的相位差引起的，干涉可以是构造性的（相位差为整数倍的 \(2\pi\)）或破坏性的（相位差为奇数倍的 \(\pi\)）。
题目4：什么是衍射现象？答案：衍射现象是指光波在遇到障碍物或通过狭缝时，波前发生弯曲，使光波在障碍物的阴影区域或狭缝的后方形成明暗相间的条纹的现象。
衍射是波动性的体现，常见的衍射现象包括单缝衍射、双缝衍射和圆孔衍射。
题目5：什么是偏振现象？答案：偏振现象是指光波的振动方向受到限制，只在一个特定的平面内振动的现象。
自然光是未偏振的，而反射光、折射光等在特定条件下可以产生偏振光。
偏振现象在光学仪器、液晶显示和摄影等领域有广泛应用。
结束语：光学是一门既深奥又有趣的学科，通过这些练习题，我们可以更好地理解光的性质和行为。
希望这些题目和答案能够帮助你加深对光学基本原理的理解，并激发你对光学现象的好奇心和探索欲。
《光学教程》(姚启钧)课后习题解答
《光学教程》（姚启钧）习题解答第一章光的干涉1、波长为500nm 的绿光投射在间距d 为0.022cm 的双缝上，在距离180cm 处的光屏上形成干涉条纹，求两个亮条纹之间的距离。
若改用波长为700nm 的红光投射到此双缝上，两个亮纹之间的距离为多少？算出这两种光第2级亮纹位置的距离。
解：1500nm λ=7011180500100.4090.022r y cm d λ-∆==⨯⨯= 改用2700nm λ=7022180700100.5730.022r y cm d λ-∆==⨯⨯= 两种光第二级亮纹位置的距离为：21220.328y y y cm ∆=∆-∆=2、在杨氏实验装置中，光源波长为640nm ，两狭缝间距为0.4mm ，光屏离狭缝的距离为50cm ，试求：⑴光屏上第1亮条纹和中央亮纹之间的距离；⑵若P 点离中央亮纹为0.1mm 问两束光在P 点的相位差是多少？⑶求P 点的光强度和中央点的强度之比。
解：⑴7050640100.080.04r y cm d λ-∆==⨯⨯= ⑵由光程差公式210sin yr r d dr δθ=-== 0224y dr πππϕδλλ∆==⋅=⑶中央点强度：204I A =P 点光强为：221cos4I A π⎛⎫=+ ⎪⎝⎭012(1)0.8542I I =+=3、把折射率为1.5的玻璃片插入杨氏实验的一束光路中，光屏上原来第5级亮条纹所在的位置变为中央亮条纹，试求插入的玻璃片的厚度。
已知光波长为7610m -⨯解： 1.5n =，设玻璃片的厚度为d由玻璃片引起的附加光程差为：()1n d δ'=-()15n d λ-=()7645561061061010.5d m cm n λ---==⨯⨯=⨯=⨯-4、波长为500nm 的单色平行光射在间距为0.2mm 的双缝上。
通过其中一个缝的能量为另一个的2倍，在离狭缝50cm 的光屏上形成干涉图样，求干涉条纹间距和条纹的可见度。
仪器分析原理(何金兰版)课后答案
仪器分析习题与解答第1章1 为什么说光波是一种横波？答: 我们知道，当波的传播方向与其振动方向垂直时，称为横波；光波是一种电磁波, 而电磁波在空间的传播方向与其电场矢量和磁场矢量的振动平面垂直； 所以，光波是一种横波。
2 计算下列辐射的频率，波数及辐射中一个光子的能量（1） 钠线（D 线）589.0nm;（2） 波长为200cm 的射频辐射；（3） 波长为900pm 的X 射线。
解：（1）ν = c/λ =cm s cm 100.589100.31710-⋅⨯⨯⨯-=5.09×1014(Hz) ΰ = 1/λ = (589.0×10-7cm)-1 = 1.7×104(cm -1)E = h c/λ =cm s cm s J 100.589100.310626.6171034-⋅⋅⋅⨯⨯⨯⨯⨯--=3.38×10-15(J) 3 吸光度与透光率的换算（1） 将吸光度为0.01, 0.30, 1.50换算为透光率；（2） 透光率为10.0%, 75.0%, 85.5%换算为吸光度。
解：(1) ∵A=log(1/T) ∴ logT=－A=－0.01, ∴ T=10-0.01=97.7%∴ logT=－A=－0.30, ∴ T=10-0.30=50.1%∴ logT=－A=－1.50, ∴ T=10-1.50=3.16%(2) A=log(1/T)=log100/10=log10=1.00A=log(1/T)=log100/75=log1.333=0.125A=log(1/T)=log100/85.5=log1.17=0.0685在765 nm波长下，水溶液中的某化合物的摩尔吸光系数为1.54×103（L·mol-1·cm-1），该化合物溶液在1 cm的吸收池中的透光率为43.2%。
问该溶液的浓度为多少？解：∵A=－logT = ε l C∴C= A/ε l=－logT/ε l = －log(43.2%)/1.54×103×1=2.37×10-4 (mol/L)6某化合物的标准溶液浓度为2.5×10-4 mol·L–1，在5 cm长的吸收池中，在347nm波长处，测得其透光率为58.6%。
光学习题及答案
光学习题及答案练习二十二 光的相干性 双缝干涉 光程一.选择题1. 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).2. 在双缝干涉实验中，为使屏上的干涉条纹间距变大，可以采取的办法是 (A) 使屏靠近双缝 .(B) 把两个缝的宽度稍微调窄 . (C) 使两缝的间距变小 . (D) 改用波长较小的单色光源 .3. 如图所示 ,设 s 1、s 2 为两相干光源发出波长为的单色光 ,分别通过两种介质 (折射率分别为 n1和 n 2，且 n 1>n 2)射到介质的分界面上的 P 点,己知 s 1P = s 2P = r,则这两条光的几何路程 r, 在刻有双缝一边的箱子外边时 ,在箱子的对面壁上产生干涉条纹 这箱子时 ,条纹的间隔将会发生什么变化答(A) 保持不变 . (B) 条纹间隔增加 . (C) 条纹间隔有可能增加 . (D) 条纹间隔减小 .5. 用白光 (波长为 4000～ 7600)垂直照射间距为 a=的双缝 ,距缝 50cm 处放屏幕 ,则观察到 的第一级彩色条纹和第五级彩色条纹的宽度分别是 (A) × 104m ,× 104m (B) ×104m , × 103m (C) ×104m , ×104m(D) × 104m ,× 104m 光程差 和相位差分别为(A) r = 0 , = 0 , = 0.(B) r= (n 1－ n 2 ) r , =( n 1－n 2) r , =2 (n 1－ n 2) r/ (C) r= 0 , =( n 1 －n 2) r , =2 (n 1－ n 2) r/ . (D) r =0 , =( n 1－ n 2) r , =2 (n 1－ n 2) r.,当把一个钠光灯照亮的狭缝放.如果把透明的油缓慢地灌入 4. 如图所示，在一个空长方形箱子的一边刻上一个双缝 图.填空题1. 在双缝干涉实验中 ,两缝分别被折射率为 n 1和 n 2 的透明薄膜遮盖 ,二者的厚度均为 e ,波长为的平行单色光垂直照射到双缝上 ,在屏中央处 ,两束相干光的相位差 =2. 如图所示 , s 1、、s 2为双缝 , s 是单色缝光源 ,当 s 沿平行于 s1、和 s 2 的连线向上作微小移动时 , 中央明条纹将向 s s1移动；若 s 不动 ,而在 s 1后加一很薄的云母片 ,中央 s 2明条纹将向 移动 .(2) 如果用厚度 e=× 102mm,折射率 n=的透明薄膜覆盖在图中的明条纹的坐标 x .练习二十三 薄膜干涉 劈尖.选择题1. 如图 所示 , 薄膜的折射率为 n 2, 入射介质的折射率为 n 1,透 射介质为 n 3,且 n 1< n 2< n 3, 入射光线在两介质交界面的反射光线分 别为 (1)和(2), 则产生半波损失的情况是(A) (1)光产生半波损失 , (2)光不产生半波损失 (B) (1)光 (2)光都产生半波损失 . (C) (1)光 (2)光都不产生半波损失 .(D) (1)光不产生半波损失 , (2)光产生半波损失2. 波长为的单色光垂直入射到厚度为 e 的平行膜上 ,如图 ,若反射光消失 ,则当 n 1<n 2<n 3时,应满足条件 (1)； 当 n 1<n 2>n 3时应满足条件 (2). 条件 (1),条件(2) 分别是(A) (1)2ne = k, (2) 2ne = k.3. 如图所示 ,在劳埃镜干涉装置中， 若光源 s 离屏的距离为 D, s 离平面镜的垂直距离为 a(a 很小).则平面镜与屏交界处 A 的 干涉条纹应为 条纹；设入射光波长为，则相邻条纹 中心间的距离为 . 三. 计算题1. 在双缝干涉实验中 ,单色光源 s 到两缝 s 1和 s 2的距离 分别为 l 1 和 l 2,并且 l 1－l 2=3, 为入射光的波长 ,双缝之间的距 离为d, 双缝到屏幕的距离为 D,如图 ,求(1) 零级明纹到屏幕中央 O 点的距离； (2) 相邻明条纹间的距离 . 2. 双缝干涉实验装置如图所示, 双缝与屏之间的距离D=120cm, 两缝之间的距离 d=,用波长 =5000 的单色光垂直照射双缝.(1) 求原点 O(零级明条纹所在处 )上方的第五级明条纹的 坐标 .ds s 12屏xs 1缝后面 ,求上述第五级A图(B) (1)2ne = k + /2,(C) (1)2ne = k －/2, (D) (1)2ne = k,3. 由两块玻璃片( n 1 = )所形成的空气劈尖 ,其一端厚度为零，另一端厚度为，现用波(2) 2ne = k+/2. (2) 2ne = k. (2) 2ne = k －/2.长为 7000 的单色平行光，从入射角为 30 角的方向射在劈尖的表面，则形成的干涉条纹数(A) 27. (B) 56. (C) 40. (D) 100.4. 空气劈尖干涉实验中 , (A) 干涉条纹是垂直于棱边的直条纹(B) 干涉条纹是垂直于棱边的直条纹(C) 干涉条纹是平行于棱边的直条纹 , 劈尖夹角变小时 , 劈尖夹角变小时 , 劈尖夹角变小时 , 劈尖夹角变小时 ,条纹变稀 ,从中心向两边扩展 . ,条纹变密 ,从两边向中心靠拢 . ,条纹变疏 ,条纹背向棱边扩展 .,条纹变密 ,条纹向棱边靠拢 .5. 一束波长为的单色光由空气入射到折射率为 则薄膜的最小厚度应为(A) /2.(B)/2n . (C) /4.(D)/4n ..填空题1. 如图所示 ,波长为的平行单色光垂直照射到两个劈尖上 ,两劈尖角分别为 1 和 2 ,折射率分别为 n 1 和 n 2 ,若二者形成干涉条纹的间距相等 , 则 1 , 2 , n 1 和 n 2 之间的关系是.2. 一束白光垂直照射厚度为 m 的玻璃片 ,玻璃的折射率为 ,在反射光中看见光的波长 是,在透射光中看到的光的波长是.3. 空气劈尖干涉实验中 ,如将劈尖中充水 ,条纹变化的情况是,如将一片玻璃平行的拉开 , 条纹变化的情况是 . 三. 计算题1. 波长为的单色光垂直照射到折射率为 n 2 的劈尖薄膜上 n 1<n 2< n 3,如图所示 ,观察反射光形成的条纹 .(1) 从劈尖顶部 O 开始向右数第五条暗纹中心所对应的 薄膜厚度 e 5 是多少(2) 相邻的二明纹所对应的薄膜厚度之差是多少2. 在折射率 n=的玻璃上 ,镀上 n=的透明介质薄膜 ,入射光垂直于介质膜表面照射 ,观察反n 的透明薄膜上 ,要使透射光得到加强图射光的干涉 ,发现对 1=6000的光干涉相消 ,对2=7000的光波干涉相长 ,且在 6000 ～ 7000之间没 有别的波长的光波最大限度相消或相长的情况 ,求所镀介质膜的厚度 .练习二十四 牛顿环 迈克耳逊干涉仪 衍射现象.选择题1. 严格地说 ,空气的折射率大于 1,因此在牛顿环实验中 ,若将玻璃夹层中的空气逐渐抽去时 ,干涉圆环的半径将(A) 变小 . (B) 不变 . (C) 变大 . (D) 消失 .2. 在图所示三种透明材料构成的牛顿环装置中 涉条纹 ,则在接触点 P 处形成的圆斑为(A) 全明 . (B) 全暗 .(C) 右半部明 ,左半部暗 . (D) 右半部暗 ,左半部明 .3. 在一块平玻璃片 B 上,端正地放一个顶角接近于 ,但小于的圆锥形平凸透镜 A,在 A 、B间形成空气薄层 ,如图所示 ,当用单色光垂直照射平凸透镜时 ,从玻璃片的下面可观察到干涉 条纹 ,其特点是4.把观察牛顿环装置中的平凸透镜换成半径很大的半圆柱面透镜 , 用单色光垂直照射 半圆柱面的平凸透镜时 ,观察到的干涉条纹的特点是(A) 间隔不等的与圆柱面母线平行的干涉直条纹 ,中间密 ,两边稀 . (B) 间隔不等的与圆柱面母线平行的干涉直条纹 ,中间稀 ,两边密 . (C) 间隔相等的与圆柱面母线平行的干涉直条纹 . (D) 间隔相等的与圆柱面母线垂直的干涉直条纹 .5. 在迈克尔逊干涉仪的一条光路中放入一个折射率为 n,厚度为 d 的透明片后 ,这条光路的光程增加了(A) 2(n － 1)d. (B) 2nd.,用单色光垂直照射 ,在反射光中看到干(A) 中心暗的同心圆环状条纹 ,中心密 ,四周疏 . (B) 中心明的同心圆环状条纹 ,中心疏 ,四周密 . (C) 中心暗的同心圆环状条纹 ,环间距相等(D) 中心明的同心圆环状条纹 ,环间距相等(C) (n－1)d.(D) nd..填空题1. 用= 6000 的单色光垂直照射牛顿环装置时，从中央向外数第 4 个暗环(中央暗斑为第 1 个暗环)对应的空气膜厚度为m.2. 光强均为I0 的两束相干光相遇而发生干涉时, 在相遇区域内有可能出现的最大光强是.3. 惠更斯－菲涅耳原理的基本内容是:波阵面上各个面积元上，所发出的子波在观察点P 的, 决定了P 点的合振动及光强.三. 计算题1. 图所示为一牛顿环装置,设平凸透镜中心恰好和平玻璃接触,透镜凸表面的曲率半径是R=400cm, 用某单色平行光垂直入射,观察反射光形成的牛顿环,测得第 5 个明环的半径是.(1) 求入射光的波长(2) 设图中OA=,求在半径为范围内可观察到的明环数目.2. 在如图所示的牛顿环装置玻璃平凸透镜和平面玻璃( 设玻璃折射图中率 n1=之间的空气(n2=改换成水(n2 = ),求第k 个暗环半径的相对改变量(r k－r k ) / r k.练习二十五单缝衍射圆孔衍射光学仪器的分辨率一.选择题1. 对杨氏双缝干涉的理解应为(A) 杨氏双缝干涉是两狭缝衍射光的干涉,因此干涉条纹的分布受单缝衍射因子的调制(B) 杨氏双缝干涉完全是两束相干光的干涉.(C) 杨氏双缝干涉是两条单缝的衍射,无干涉.(D) 杨氏双缝干涉是双光束干涉与单缝衍射的迭加.2. 关于半波带正确的理解是(A) 将单狭缝分成许多条带,相邻条带的对应点到达屏上会聚点的距离之差为入射光波长的1/2.(B) 将能透过单狭缝的波阵面分成许多条带, 相邻条带的对应点的衍射光到达屏上会聚点的光程差为入射光波长的1/2.(C) 将能透过单狭缝的波阵面分成条带,各条带的宽度为入射光波长的1/2.(D) 将单狭缝透光部分分成条带,各条带的宽度为入射光波长的1/2.3. 波长= 5000 的单色光垂直照射到宽度 a = mm 的单缝上,单缝后面放置一凸透镜在凸透镜的焦面上放置一屏幕,用以观测衍射条纹,今测得屏幕上中央条纹一侧第三个暗条纹和另一侧第三个暗条纹之间的距离为 d = 12 mm ,则凸透镜的焦距为(A) 2m. (B) 1m. (C) . (D) . (E) .4. 单色光垂直入射到单狭缝上 ,对应于某一衍射角 到屏上会聚点 A 的光程差为 = 2 , 则(A) 透过此单狭缝的波阵面所分成的半波带数目为二个(B) 透过此单狭缝的波阵面所分成的半波带数目为二个 (C) 透过此单狭缝的波阵面所分成的半波带数目为四个(D) 透过此单狭缝的波阵面所分成的半波带数目为四个5. 一直径为 2mm 的 He － Ne 激光束从地球上发出投射于月球表面 ,己知月球和地面的距离为 376×103km, He －Ne 激光的波长为 6328,则月球得到的光斑直径为(A) × 130m. (B) . × 13 0m. (C) 290× 130 m(D) 29× 130 m..填空题1. 在单缝夫琅和费衍射实验中，设第一级暗纹的衍射角很小，若用钠黄光(1≈ 5890 )照射单缝得到中央明纹的宽度为 , 则用 2=4420 的蓝紫色光照射单缝得到的中央明纹宽度 为.2. 波长为 5000 ～ 6000 的复合光平行地垂直照射在 a=的单狭缝上 ,缝后凸透镜的焦距为,则此 二波 长光零级明纹 的中心间隔为 ,一级明 纹的中 心间 隔为.3. 己知天空中两颗星相对于一望远镜的角距离为× 107rad,它们发出的光波波长按 5500计算 ,要分辨出这两颗星 ,望远镜的口镜至少要为 .三. 计算题1. 用波长 = 6328 的平行光垂直照射单缝 ,缝宽 a = ,缝后用凸透镜把衍射光会聚在焦平面上 ,测得第二级与第三级暗条纹之间的距离为 ,求此透镜的焦距 .2. 在某个单缝衍射实验中 ,光源发出的光含有两种波长 1 和 2,并垂直入射于单缝上 ,假如1的第一级衍射极小与 2 的第二级衍射极小相重合 ,试问(1) 这两种波长之间有何关系(2) 在这两种波长的光所形成的衍射图样中 ,是否还有其它极小相重合练习二十二 光的相干性 双缝干涉.选择题 A C C D B二. 填空题, 此单狭缝两边缘衍射光通过透镜,屏上 A 点为明点 . ,屏上 A 点为暗点 . ,屏上 A 点为明点 .,屏上 A 点为暗点 .1. 2(n1n2)e/.2. 下, 上.3. 暗, x=D/(2 a) .三.计算题1. 光程差=(l2+r2)(l1+r1)=(l2l1)+(r2r1)= l2l1+xd/D=3+xd/D(1)零级明纹=0 有x=3D/d(2)明纹=k=3+x k d/D 有x k=(3k)D/dx=x k+1-x k=D/d2.(1)光程差=r2r1=xd/D=kx k=kD/d因k=5 有x5=6mm(2)光程差=r2-(r1-e+ne)=r2-r1-(n-1)e=x'd/D -(n-1)e=k 有x'=[k+(n-1)e]D/d因k=5,有x'5=练习二十三薄膜干涉劈尖一.选择题B C A C B二.填空题1. n11= n22.2. m; m, m.3. 依然平行等间距直条纹,但条纹变密；依然平行等间距直条纹，条纹间距不变，但条纹平行向棱边移动.三.计算题1.(1)因n1<n2<n 3，所以光程差=2n2e暗纹中心膜厚应满足k=2n2e k=(2k+1)/2 e k=(2k+1)/(4n2)对于第五条暗纹，因从尖端数起第一条暗纹=/2，即k=0，所以第五条暗纹的k=4，故e4=9/(4 n2)(2)相邻明纹对应膜厚差e=e k+1-e k=/(2n2)2．因n1<n2<n3 所以光程差=2n2e1 相消干涉，有=2n2e=(2k1+1)1/22 相长干涉，有=2n2e=2k22/2因 2>1,且中间无其他相消干涉与相长干涉，有k1=k2=k，故(2k+1)1/2=2k2/2 k=1/[2( 2-1)]=3 得e=k2/(2n2)=10-4mm练习二十四牛顿环迈克耳逊干涉仪.选择题 C D D B A二.填空题1. .2. 4I0 .3. 干涉(或相干叠加).三. 计算题1. (1) 明环半径r=[(2k1)R/2]1/2=2r2/[(2 k1)R]=5000 (2) (2k1)=2r2/(R)=100k= 故在OA范围内可观察到50 个明环( 51 个暗环)2. 暗环半径r k kRλ n2r k kRλ n2r k r k kRλn2 kRλ n2r k kRλ n21 n2 1 n21n2 1 n2 n2 13.6%练习二十五单缝圆孔分辨率.选择题 A B B D C二.填空题1. .2. 0, 15mm.3. .三. 计算题1. 单缝衍射暗纹角坐标满足asin k=k线坐标满足x k=ftan≈fsin=f k/ax=x k x k-1f/afax/ =400mm= ；2.(1) 单缝衍射暗纹角坐标满足asin1=1 asin2=22因重合有asin2=asin1，所以1=22(2) asin1=k11 = k122 asin2=k22asin1= asin2得k 2=2k1故当k2=2k1 时,相应的暗纹重合。
第4章光学仪器基本原理习题及解答
第四章 光学仪器的基本原理4.1．眼睛的构造简单地可用一折射球面来表示，其曲率半径为5.55mm ，内部为折射率等于43的液体，外部是空气，其折射率近似地等于1，试计算眼球的两个焦距。
用肉眼观察月球时月球对眼的张角为01，问视网膜上月球的像多大？解：眼睛的构造简单地可用一折射球面时，其物方焦点为'1 5.551.67413nr f cm n n⨯=-=-=---其像方焦点为'''43 5.55 2.22413n r f cm n n ==⨯=-- 根据折射定律有关系式''''''sin sin sin sin n n n nθθθθθθθθθ=≈≈≈因为很小，所以，''''''11tan 2.220.02941803n y d f f cm n θθθ=≈≈=⨯⨯=4.2．把人眼的晶状体看成距视网膜2cm 的一个简单透镜。
有人能看清楚距离在100cm 到300cm 间的物体，试问：（1）此人看清远点和近点时，眼睛透镜的焦距是多少？（2）为看清25cm 远的物体，需配戴怎样的眼镜？解：根据透镜的物像公式''111s s f -= （1）远点对应的焦距 将'2s cm = 300s cm =-代入上式''1112300300 1.987151f f cm-=-==近点对应的焦距将'2s cm = 100s cm =-代入上式''1112100100 1.96151f f cm-=-==（2）此人的近点为100cm ，要看清楚25cm 的物体，需要配戴眼镜使的25cm 的物体成虚象在100cm 处，所以应该配戴凸透镜（远视镜），根据透镜的物像公式''111s s f-= 其中'100s cm =- 25s cm =-'1110.10.25f =--- '1143300D f Φ==-+==（度）4.3．一照相机对准远物时，底片距物镜18cm ，当透镜拉至最大长度时，底片与物镜相距20cm ，求目的物在镜前的最近距离？解：根据透镜的物像公式''111s s f-= 当照相机对准远物时， 1s =-∞''11111s s f -= 所以 ''118s f cm ==当照相机对准最近物时，要成像必须把底片与物镜的距离拉到最大''22111s s f-= '220s cm =''21111112018s f s -=== 2180s cm =-目的物在镜前的最近距离为180厘米4.4．两星所成的视角为'4，用望远镜物镜照相，所得两像点相距1mm ，问望远镜物镜的焦距是多少？解：根据视角与透镜焦距的关系''1y U f -=， ''1185.987460180y f cm U π-===⨯ 4.5．一显微镜具有三个物镜和两个目镜。
光学原理习题
第一章 几何光学基本原理习题1.1 用费马原理推导光的反射定律1.2 一根长玻璃棒的折射率为1.6350，将它的左端研磨并抛光成半径为2.50cm的凸球面。
在空气中有一小物体位于光轴上距球面顶点9.0cm处。
求：（1）球面的物方焦距和象方焦距；（2）光焦度；⑶象距；⑷垂轴放大率；(5)用作图法求象。
1.3 将一根40cm长的透明棒的一端切平，另一端磨成半径为12cm的半球面。
有一小物体沿棒轴嵌在棒内，并与棒的两端等距。
当从棒的平端看去时，物的表现深度为12.5cm。
问从半球端看去时，它的表现深度为多少？1.4 一透明玻璃小球的半径为1.50cm， 折射率为1.720，将它浸没在折射率为1.360的透明液体中。
若液体中有一束平行光入射到小球上，求这束平行光将向球的另一侧何处聚焦？1.5 一玻璃空盒的两端是共轴球面，一端是半径γ1＝－1.65cm的凹面，另一端是半径γ2＝1.650cm的凸面，两顶点之间的距离为1.850cm。
将盒在空气中密封后放入水中。
一高为1cm 的物体距凹球面的顶点10cm。
求物体经玻璃盒所成的象。
（假设玻璃的厚度可以略去不计）1.6 在一个直径为30cm的球形玻璃鱼缸中盛满水，鱼缸中心处有一尾小鱼。
若鱼缸薄壁的影响可以忽略不计，求缸外面的观察者所看到的鱼的表观位置及垂轴放大率。
1.7 为了把仪器刻度放大3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为30mm，玻璃的折射率为1.5，求凸面的半径应为多少？1.8 在半径为20cm的凸面镜右侧距顶点5cm处，有一高为2cm的虚物，试求象的位置和大小，并作图。
虚物的位置应在什么范围内才能形成实象？1.9 在单球面折射系统中，除球心而外尚有一对共轭点Ｐ和Ｐ'可用宽光束严格成象（如图），这一对共轭点称为齐明点或不晕点。
试证齐明点的物、象距满足下列关系：S＝(1+n'/n)r; s＝(1+n/n')r1.9图1.10 玻璃棱镜的折射棱角α为60°，对某一波长的光其折射率n为1.6，计算(1)最小偏向角；(2)此时的入射角；(3)能使光线从α角两侧透过棱镜的最小入射角。
大学物理光学实验练习题集与答案
大学物理光学实验练习题集与答案一、单选题1. 光学简导管的主要作用是什么？A. 引导光线传输B. 调节光的强度C. 调节光的颜色D. 放大光的角度答案：A2. 以下哪个现象展示了光的直线传播特性？A. 反射B. 折射C. 散射D. 干涉答案：A3. 某光源通过一种单缝狭缝时，在屏幕上观察到的是一个中央亮度明显高于两边的条纹，这是由于什么现象引起的？A. 反射B. 散射D. 干涉答案：C4. 以下哪一个现象表明光的波动性？A. 光在真空中传播时的速度恒定B. 光沿直线传播C. 光在介质中折射D. 光的干涉现象答案：D5. 光通过一个透镜后，如果光线聚焦在透光屏上，则透镜的类型是：A. 凸透镜B. 凹透镜C. 分光镜D. 覆膜答案：A二、多选题1. 下面几种光源中，属于自然光源的有哪些？B. 白炽灯光C. 激光D. 火焰光E. 荧光灯光答案：A、D2. 以下关于光学折射的陈述中，正确的是：A. 光只在真空中能以光速传播B. 介质的折射率越大，光速度越快C. 光从一种介质射向另一种介质时，入射角大于折射角D. 折射率是入射角和折射角的正弦比答案：C、D3. 以下哪些现象属于光的干涉现象？A. 彩虹B. 杂纹C. 油膜颜色D. 空气中的飞蛾答案：A、B、C4. 以下哪些颜色的光波长较长？A. 红光B. 蓝光C. 紫光D. 绿光答案：A、C5. 下列关于光学实验的说法中，正确的是：A. 双缝干涉实验观察到的结果是一系列彩色条纹B. 黑暗室中进行的光学实验无法看到效果C. 如果两束相干光叠加在一起，会产生干涉现象D. 在实验室进行的光学实验与日常生活中的光学现象无关答案：C三、简答题1. 解释光的散射现象，并说明其在日常生活中的应用。
答案：光的散射是指光线与物质颗粒碰撞后改变原来传播方向的现象。
在日常生活中，光的散射现象广泛应用于多个领域。
例如，太阳光在大气中的散射现象使得天空呈现出蓝色，在傍晚时分呈现出红色的现象；激光散射可用于光通信中的光纤通信和激光雷达技术等。
仪器分析各章习题与答案
仪器分析各章习题与答案第⼀章绪论问答题1. 简述仪器分析法的特点。
第⼆章⾊谱分析法1．塔板理论的要点与不⾜是什么?2．速率理论的要点是什么?3．利⽤保留值定性的依据是什么?4．利⽤相对保留值定性有什么优点?5．⾊谱图上的⾊谱流出曲线可说明什么问题?6．什么叫死时间?⽤什么样的样品测定? ．7．在⾊谱流出曲线上，两峰间距离决定于相应两组分在两相间的分配系数还是扩散速率?为什么?8．某⼀⾊谱柱从理论上计算得到的理论塔板数n很⼤，塔板⾼度H很⼩，但实际上柱效并不⾼，试分析原因。
9．某⼈制备了⼀根填充柱，⽤组分A和B为测试样品，测得该柱理论塔板数为4500，因⽽推断A和B在该柱上⼀定能得到很好的分离，该⼈推断正确吗?简要说明理由。
10．⾊谱分析中常⽤的定量分析⽅法有哪⼏种?当样品中各组分不能全部出峰或在组分中只需要定量其中⼏个组分时可选⽤哪种⽅法?11．⽓相⾊谱仪⼀般由哪⼏部分组成?各部件的主要作⽤是什么?12．⽓相⾊谱仪的⽓路结构分为⼏种?双柱双⽓路有何作⽤?13．为什么载⽓需要净化?如何净化?14．简述热导检测器的基本原理。
15．简述氢⽕焰离⼦化检测器的基本结构和⼯作原理。
16．影响热导检测器灵敏度的主要因素有哪些?分别是如何影响的?17．为什么常⽤⽓固⾊谱分离永久性⽓体?18．对⽓相⾊谱的载体有哪些要求?19．试⽐较红⾊载体和⽩⾊载体的特点。
20．对⽓相⾊谱的固定液有哪些要求?21．固定液按极性⼤⼩如何分类?22．如何选择固定液?23．什么叫聚合物固定相?有何优点?24．柱温对分离有何影响?柱温的选择原则是什么?25．根据样品的沸点如何选择柱温、固定液⽤量和载体的种类?26．⽑细管⾊谱柱与填充柱相⽐有何特点?27．为什么⽑细管⾊谱系统要采⽤分流进样和尾吹装置?28．在下列情况下⾊谱峰形将会怎样变化?(1)进样速度慢；(2)由于汽化室温度低，样品不能瞬间汽化；(3)增加柱温；(4)增⼤载⽓流速；(5)增加柱长；(6)固定相颗粒变粗。
《光学教程》(姚启钧)课后习题解答
《光学教程》（姚启钧）课后习题解答 - 百度文库《光学教程》（姚启钧）习题解答第一章光的干涉1 、波长为的绿光投射在间距为的双缝上，在距离处的光屏上形成干涉条纹，求两个亮条纹之间的距离。
若改用波长为的红光投射到此双缝上，两个亮纹之间的距离为多少？算出这两种光第2 级亮纹位置的距离。
解：改用两种光第二级亮纹位置的距离为：2 、在杨氏实验装置中，光源波长为，两狭缝间距为，光屏离狭缝的距离为，试求：⑴光屏上第 1 亮条纹和中央亮纹之间的距离；⑵若 P 点离中央亮纹为问两束光在 P 点的相位差是多少？⑶求 P 点的光强度和中央点的强度之比。
解：⑴⑵由光程差公式⑶中央点强度：P 点光强为：3 、把折射率为的玻璃片插入杨氏实验的一束光路中，光屏上原来第 5 级亮条纹所在的位置变为中央亮条纹，试求插入的玻璃片的厚度。
已知光波长为解：，设玻璃片的厚度为由玻璃片引起的附加光程差为：4 、波长为的单色平行光射在间距为的双缝上。
通过其中一个缝的能量为另一个的倍，在离狭缝的光屏上形成干涉图样，求干涉条纹间距和条纹的可见度。
解：由干涉条纹可见度定义：由题意，设，即代入上式得5 、波长为的光源与菲涅耳双镜的相交棱之间距离为，棱到光屏间的距离为，若所得干涉条纹中相邻亮条纹的间隔为，求双镜平面之间的夹角。
解：由菲涅耳双镜干涉条纹间距公式6 、在题 1.6 图所示的劳埃德镜实验中，光源 S 到观察屏的距离为，到劳埃德镜面的垂直距离为。
劳埃德镜长，置于光源和屏之间的中央。
⑴若光波波长，问条纹间距是多少？⑵确定屏上可以看见条纹的区域大小，此区域内共有几条条纹？（提示：产生干涉的区域 P 1 P 2 可由图中的几何关系求得）解：由图示可知：①②在观察屏上可以看见条纹的区域为 P 1 P 2 间即，离屏中央上方的范围内可看见条纹。
7 、试求能产生红光（）的二级反射干涉条纹的肥皂膜厚度。
已知肥皂膜折射率为，且平行光与法向成 30 0 角入射。
光学仪器的结构与成像原理
光学仪器的结构与成像原理一、光学仪器的基本结构1.透镜：透镜是光学仪器中最基本的元件，分为凸透镜和凹透镜，其作用是对光线进行聚焦或发散。
2.镜筒：镜筒是连接物镜和目镜的部分，起到支持和固定的作用。
3.物镜：物镜位于光学仪器的近端，负责收集来自被观察物体的光线，并形成实像。
4.目镜：目镜位于光学仪器的远端，用于观察物镜形成的实像，并将其放大。
5.支架：支架是用于支撑整个光学仪器的结构，保证仪器的稳定。
6.调节装置：调节装置包括焦距调节、放大倍数调节等，用于调整光学仪器的成像效果。
二、成像原理1.光的传播：光在真空中的传播速度为常数，约为3×10^8m/s。
在介质中传播时，光的速度会发生变化。
2.透镜成像：凸透镜会将平行光线聚焦于一点，形成实像；凹透镜则会将平行光线发散，形成虚像。
3.物镜成像：物镜收集来自被观察物体的光线，形成实像。
实像的大小、位置和方向取决于物体的位置、物镜的焦距等因素。
4.目镜成像：目镜对物镜形成的实像进行放大，形成虚像。
虚像的大小、位置和方向取决于目镜的焦距等因素。
5.成像公式：光学仪器成像的计算公式，如薄透镜公式、厚透镜公式等，用于计算物镜和目镜的焦距、物距、像距等参数。
6.放大倍数：光学仪器的放大倍数等于物镜和目镜的放大倍数的乘积。
放大倍数越大，观察到的物体越放大，但视场越小。
7.像的性质：光学仪器成像时，像的性质包括大小、形状、位置、方向等，这些性质可以通过成像公式进行计算。
三、常见光学仪器及其应用1.显微镜：显微镜是一种用于观察微小物体的光学仪器，广泛应用于生物学、医学等领域。
2.望远镜：望远镜是一种用于观察远处物体的光学仪器，广泛应用于天文观测、军事、航海等领域。
3.照相机：照相机是一种用于捕捉光学图像的仪器，广泛应用于摄影、电影、广告等领域。
4.投影仪：投影仪是一种将图像投射到屏幕上的光学仪器，广泛应用于教育、商务等领域。
5.眼镜：眼镜是一种用于矫正视力的光学仪器，根据个人视力需求，使用不同度数的透镜进行矫正。
光学基础知识及习题
第二章光现象1、光源：能够自行发光的物体叫光源【下面哪些是光源：太阳、火焰、闪电、萤火虫、点燃的蜡烛、发光的电灯、激光束、月亮锃光瓦亮的书桌】2、光在均匀介质中是沿直线传播的大气层是不均匀的，当光从大气层外射到地面时，光线发了了弯折（海市蜃楼、早晨看到太阳时，太阳还在地平线以下、星星的闪烁等）3、光速光在不同物质中传播的速度一般不同，真空中最快10m/s，在空气中的速度接近于这个速度，认为V，水中光在真空中的传播速度：V = 3×8的速度约为3/4V，玻璃中为约2/3V4、光直线传播的应用可解释许多光学现象：激光准直，影子的形成，月食、日食的形成、小孔成像等5、光线光线：表示光传播方向的直线，即沿光的传播路线画一直线，并在直线上画上箭头表示光的传播方向（光线是假想的，实际并不存在）6、光的反射【入射角、反射角、法线】光从一种介质射向另一种介质的交界面时，一部分光返回原来介质中，使光的传播方向发生了改变，这种现象称为光的反射7、光的反射定律反射光线与入射光线、法线在同一平面上；反射光线和入射光线分居在法线的两侧；反射角等于入射角可归纳为：“三线共面，两线分居，两角相等”理解：由入射光线决定反射光线，叙述时要“反”字当头发生反射的条件：两种介质的交界处；发生处：入射点；结果：返回原介质中反射角随入射角的增大而增大，减小而减小，当入射角为零时，反射角也变为零度8、两种反射现象镜面反射：平行光线经界面反射后沿某一方向平行射出，只能在某一方向接收到反射光线（反射面是光滑平面）【黑板发亮看不清字】漫反射：平行光经界面反射后向各个不同的方向反射出去，即在各个不同的方向都能接收到反射光线（反射面是粗糙平面或曲面）注意：无论是镜面反射，还是漫反射都遵循光的反射定律9、在光的反射中光路可逆10、平面镜对光的作用（1）成像（2）改变光的传播方向11、平面镜成像的特点（1）成的是正立等大的虚像（2）像和物的连线与镜面垂直，像和物到镜的距离相等理解：平面镜所成的像与物是以镜面为轴的对称图形，即平面镜是物像连线的中垂线。
《仪器分析》第二章 光学分析法导论习题答案
第二章光学分析法导论1. 已知1电子伏特=1. 602×10-19J，试计算下列辐射波长的频率（以兆赫为单位），波数（以cm-1为单位）及每个光子的能量（以电子伏特为单位）：（1）波长为900pm的单色X射线；（2）589.0nm的钠D线；（3）12.6µm的红外吸收峰；（4）波长为200cm的微波辐射。
解：已知1eV=1.602×10-19J, h=6.626×10-34J·s, c=3.0×108m·s-1①λ=900pm的X射线Hz，即3.333×1011MHzcm-1J用eV表示，则eV②589.0nm的钠D线Hz，即5.093×108MHzcm-1J用eV表示，则eV③12.6µm的红外吸收峰Hz，即2.381×107MHzcm-1J用eV表示，则eV④波长为200cm的微波辐射Hz，即1.50×102MHzcm-1J用eV表示，则eV2. 一个体系包含三个能级，如果这三个能级的统计权重相同，体系在300K温度下达到平衡时，试计算在各能级上的相对分布（N i/N）．能级的相对能量如下。
（1） 0eV，0.001eV，0.02eV；（2） 0eV，0.01eV，0.2eV;（3） 0eV，0.1eV, 2eV。
解：已知T=300K, k=1.380×10-23J·K-1=8.614×10-5eV·K-1,kT=8.614×10-5×300=0.0258eV①E0=0eV, E1=0.001eV, E2=0.02eV②E0=0eV, E1=0.01eV, E2=0.2eV③E0=0eV, E1=01eV, E2=2eV3. 简述下列术语的含义电磁辐射电磁波谱发射光谱吸收光谱荧光光谱原子光谱分子光谱自发发射受激发射受激吸收电致发光光致发光化学发光热发光电磁辐射――电磁辐射是一种以巨大速度通过空间传播的光量子流，它即有波动性，又具有粒子性．电磁波谱――将电磁辐射按波长顺序排列，便得到电子波谱．电子波谱无确定的上下限，实际上它包括了波长或能量的无限范围．发射光谱――原来处于激发态的粒子回到低能级或基态时，往往会发射电磁辐射，这样产生的光谱为发射光谱．吸收光谱――物质对辐射选择性吸收而得到的原子或分子光谱称为吸收光谱．荧光光谱――在某些情形下，激发态原子或分子可能先通过无辐射跃迁过渡到较低激发态，然后再以辐射跃迁的形式过渡到基态，或者直接以辐射跃迁的形式过渡到基态。
临床检验仪器第三章显微镜习题
第三章显微镜一、名词解释1.光学显微镜：光学显微镜是利用光学原理，把人眼所不能分辨的微小物体放大成像，供人们提取物质微细结构信息的光学仪器。
2.荧光显微镜：荧光显微镜是以紫外线为光源来激发生物标本中的荧光物质，产生能观察到的各色荧光的一种光学显微镜。
3.相衬显微镜：相衬显微镜是利用光的衍射和干涉现象，把相位差变为振幅差，主要用于观察活细胞和未染色的标本。
4.暗视野显微镜：暗视野显微镜是根据光学中丁铎尔现象原理设计的显微镜，可用来研究活细胞的形态和运动。
5.偏光显微镜：偏光显微镜是利用光的偏振特性，对具有双折射性（即可以使一束入射光经折射后分成两束折射光）的晶态、液晶态物质进行观察和研究的重要光学仪器。
6.激光扫描共聚焦显微镜：LSCM利用单色激光扫描束经过照明针孔形成点光源对标本内焦平面的每一点进行扫描，标本上的被照射点在检测器的检测针孔处成像，由检测针孔后的光电倍增管（PMT）或电感耦合器件（CCD）逐点或逐线接收，迅速在计算机监视器屏幕上形成荧光图像。
7.倒置显微镜：在观测活体标本时，须把照明系统放在载物台及标本之上，而把物镜组放在载物台器皿下进行显微镜放大成像。
这种类型的显微镜成为倒置显微镜，又称生物培养显微镜。
8.紫外光显微镜：紫外光显微镜使用紫外光源可以明显提高显微镜的分辨率，对于生物样品还具有独特的效果。
9.电子显微镜：电子显微镜（EM）是根据电子光学原理，用电子束和电子透镜代替光束和光学透镜，是物质的细微结构在非常高的放大倍数下成像的仪器。
10.透射电子显微镜：透射电镜（TEM）是各类电镜中发展最早、应用最广泛的。
现代TEM泛指加速电压在20~200kV,分辨率在0.1~0.3nm，放大率在50~500 000倍的普通TEM。
11.扫描电子显微镜：扫描电子显微镜（SEM）的分辨率一般为3~10nm，放大率为5~300 000倍，加速电压为1~30kV，SEM的景深长、视野大、图像有立体感、样品制备简单、放大率范围广、能够观察较大样品的局部细微结构。
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第四章 光学仪器基本原理1．眼睛的构造简单地可用一折射球面来表示，其曲率半径为5.55mm ，内部为折射率等于4／3的液体，外部是空气，其折射率近似地等于1。
试计算眼球的两个焦距。
用右眼观察月球时月球对眼的张角为1°，问视网膜上月球的像有多大？解；眼球物方焦距；当s ’=∞时，f=﹣5.55／﹙4／3﹣1﹚=﹣16．65㎜=﹣1．665㎝眼球的象方焦距：f ＇=s ＇=mm 2.2213455.534=-⨯当u=1°时，由折射定律n 1sinu 1=n 2sinu 2U 1=1°n 1=1,n 2=4∕3像高l ＇=f ＇tanu 2=f ＇sinu 2=f ＇×3∕4 sin1º =22.2×3∕4×0.01746=0.29mm2．把人眼的晶状体看成距视网膜2㎝的一个简单透镜。
有人能看清距离在100㎝到300㎝间的物体。
试问：⑴此人看清远点和近点时，眼睛透镜的焦距是多少？⑵为看清25㎝远的物体，需配戴怎样的眼镜？解：人眼s ＇=2cm. S 1=100cm.s 2=300cm近点时透镜焦距'f =21002100+⨯=1.961cm 远点时透镜焦距f ＇=23002300+⨯ =1.987cm当s =﹣25cm 时s '=﹣100cm ﹦﹣1m34125.0100.1111=+-=---=-'=Φs s D 300=度3．一照相机对准远物时，底片距物镜18㎝，当镜头拉至最大长度时，底片与物镜相距20㎝，求目的物在镜前的最近距离？解：.18.0m f =' m s 20.0='照相机成像公式：f s s '=-'111 556.020.0118.01111-=+-='+'-=s f sm s 8.1-=目的物在镜前的最近距离为m 8.14．两星所成的视角为8′，用望远镜物镜照相，所得两点相距1㎜，问望远镜物镜的焦距时多少？解：已知︒=︒⎪⎭⎫⎝⎛='=0667.06044u m mm l 001.01=='m u l f 8594.0667.0tan 001.0tan =--='='5．一显微镜具有三个物镜和两个目镜。
三个物镜的焦距分别为16㎜、4㎜和⒈9㎜，两个目镜的放大本领分别为5和10倍。
设三个物镜造成的象都能落在象距为160㎜处，问这显微镜的最大和最小的放大的放大本领各为多少？解：1f 'mm 16= mm f 42=' mm f 9.13='mm s 160=' 101=M 102=M因为放大本领目物目物M f s M M ⋅''-=⨯=β分别计算： mm f 161=' 5=目M50516160-=⨯-=Mmm f 161=' 10M =目1001016160-=⨯-=Mmm f 41=' 5M =目 20054160-=⨯-=M mm f 41='10M =目4160-=M 40010-=⨯mm f 9.1='5=目M01.42159.1160-=⨯-=Mmm f 9.1='10M =目10.842109.1160-=⨯-=M∴显微镜50min -=M 10.842max -=M6．一显微镜物镜焦距为0.5㎝，目镜焦距为2㎝，两镜间距为22㎝。
观察者看到的象在无穷远处。
试求物体到物镜的距离和显微镜的放大本领。
解：已知：显微镜.5.0cm f ='物cm f 2='目cm L 22=''-='=物物f s s s β ∴cm f s 5.0-='-=物55025.022252521-=⨯⨯-=''-=f f L M8．已知望远镜物镜的边缘即为有效光阑，试计算并作图求入射光瞳和出射光瞳的位置。
解：有效光阑是在整个光具组的最前面，所以入射光瞳和它重合，其大小就是物镜的口径，位置就是物镜所在处。
而有效光阑对于后面的光具组所成的像即为出射光瞳，即l 1对l 2成的像为出射光瞳又-s =)2('1f f -+，f f 21'-=，而f f f s f s ---=+-'1'11'21'12即''12'''f f f s f sf s -=+=，y f f y s s y '12''==9．组成题4.9图的简单望远镜中各薄透镜的参数为L 1 : f 1=10㎝,D 1=4㎝; L 2: f 2=2㎝,D 2=1.2㎝; L 3: f 3=2㎝,D 3=1.2㎝.计算该系统出射光瞳的位置和大小。
解：已知cm f 101=' cm D 41= cm f 2=' cm D 2.12= cm f 2=' cm D 2.13=望远镜中物镜是有效光阑和入射光瞳，它被后面光具组()共轴组成和32O O 所成的像为出射光瞳由逐次成像得：222111f s s '=-'333111f s s '=-'由图示题意得：cms 10-=()cm s s 22-'=cmf f 232='='1题4.9图()2510210222222=--⨯=+'⨯'='s f s f s21225223=-=-'=s s25221111333=+=+'='s f smm cm s 4523==' 即出射光瞳在3O 右方4mm 处。
其大小为mm d f f d 8113=''='讨论分析：2O 的作用：2O 位于1O 后焦面上。
将望远镜观测物无穷远来的光会聚成一点。
成为3O 在物焦平面上的物点，成为3O 的物镜，分别把宽光束变成细光束。
10．有一光阑直径为5㎝，放置在薄透镜后3㎝处。
透镜的焦距为5㎝，孔径为6㎝。
现有一高为3㎝的物PQ 置于透镜前12㎝处。
要求：⑴计算对主轴上P 点的入射光瞳和出射光瞳的大小和位置；⑵找到象的位置；⑶作光路图。
解：已知：cm y 3= cm s 12-= cm D 61= 光阑孔径cm D 5=' cm f 5='薄透镜成像：()cm f s f s s 571.8760125125==--⨯='+'=' 像方：cm y s s y y 715127360-=-⨯='=='β依题意分析，在透镜后cm 3处有效光阑的孔径为D '，根据相似三角形对应边成比例的关系57.557.8357.857.86=-='D cm D 90.357.857.56=⨯='∴而实际光阑的孔径为cm 5。
所以现有小光阑AB 对光束不加限制，不是有效光阑。
只有透镜为有效光阑。
透镜本身是入射光瞳也是出射光瞳。
11．题4.11图中的H 、H ’为光具组的主点，F 、F ’为焦点，E 为对于物点P 的入射光瞳，EO 为其半径。
已知EO ＝2㎝，HP ＝20㎝，HF ＝15㎝，HO ＝5㎝，H ′F ′＝15㎝，HH ′＝5㎝，物长PQ ＝0.5㎝。
作光路图并计算：⑴象的位置；⑵象长；⑶入射孔径角；⑷P 点的出射光瞳半径和出射孔径角。
解：(1)111111f s s '=-' ，'f =15cm, s = -20cm , 所以'1s =60cm ，(2)s s y y ''==β, 所以y s s y 1111''== -1.5(3) u= tg -1POEO = tg-1152≈7°35 ′(4) 222111f s s '=-' cm F H f 15'''==,2s cm HO 5-=-=所以出射光瞳的位置：cm s 5.7'2-=出射光瞳半径：R=cm y s s y O E 3''''2222===出射光瞳孔径角：≈-=-=5.673'''''11tg O P O E tg u 2°32′ 其中cm s s O P 5.67''''21=-=12．一灯（可认为是点光源）悬在圆桌中央的上空，桌的半径为R ，为了使桌的边缘能得到最大的照度，灯应悬在离桌面中心多高出？解：设灯应悬在离桌面中心的高度为h ，半径为R 的桌的边缘能得到最大的照度。
由照度公式2cos l I E θ=222r h l +=l h=θcos ()()()2322232222-+=+=+=∴Rh Ih RhIhlR h IhE题4.11图为求最大值令()02222222=+-+=R h h R R h I dh dE0222=-∴h RR R h 2222==∴13．焦距为20㎝的薄透镜，放在发光强度为15cd 的点光源之前30㎝处。
在透镜后面80㎝处放一屏，在屏上得到明亮的圆斑。
求不计透镜中光的吸收时，圆斑的中心照度。
解：cm f 201=' cd I 15= cm s 30-= cm R 80=s R R '-='由薄透镜成像公式：f s s '=-'111可知发光点P 经薄透镜L 成的像点P '位于()cm f s f s s 601060030203020=--=--⨯='+'='设透镜面积为S ，通过透镜的光通量为Φ，依题意得，Φ'=Φ设透镜对物亮点P 张的立体角为Φd ，亮斑对象点P '张的立体角为Ω'd 。
由照度定义可知：222R I R I R Id I Id Φ'='Φ''=Φ=Ω''=Ω=Φ()cd R R I I 604153060152222=⨯=-⨯='='∴2cos R I E ''='∴θ1cos ,0==θθ 故()lx R I E 150020.06022==''='14．一长为5㎜的线状物体放在一照相机镜头前50㎝处，在底片上形成的象长为1㎜。
若底片后移1㎝，则象的弥散斑宽度为1㎜。
试求照相机镜头的F 数。
解：已知cm s 50-= cm mm y 5.05== cm mm y 1.01-=-='底片后移cm s 1=∆，像的弥散斑宽度cmmm d 1.01=='df f d F '='=1 f s s'=-'111 y y s s '='=β ()cm s y y s 10505.01.0=--='='()cm s s s s f 50650060501010501=--=---=''-=' cm f 650='由图示可知三角形相似的关系有：s d s d '∆'='22 cms s d d 11011.0=⋅='⋅'∆'=cmd f F 33.81650=='=15．某种玻璃在靠近钠光的黄色双谱线（其波长分别为589nm 和589.6nm ）附近的色散率dn ／d λ为﹣360㎝﹣1，求此种玻璃制成的能分辨钠光双谱线的三棱镜，底边宽度应不小于多少？解：已知：钠光双线A 58901=λ，A58962=λ 1360--=cm d dn λλλλd dnBC P ⋅=∆=BC为三棱镜底边宽度 nm 6.05896.589=-=∆λ()cmd dnBC 73.23606.0589=-⨯=⋅∆=∴λλλ16．设计一块光栅，要求⑴使波长600nm 的波长第二级谱线的衍射角小于30°，并能分辨其0.02nm 的波长差；⑵色散尽可能大；⑶第三级谱线缺级。