物理光学第三章习题解答
大学物理第三章部分课后习题答案
大学物理第三章部分课后习题答案3-1半径为R、质量为M的均匀薄圆盘上，挖去一个直径为R的圆孔，孔的中心在求所剩部分对通过原圆盘中心且与板面垂直的轴的转动惯量。
分析：用补偿法（负质量法）求解，由平行轴定理求其挖去部分的转动惯量，用原圆盘转动惯量减去挖去部分的转动惯量即得。
注意对同一轴而言。
解：没挖去前大圆对通过原圆盘中心且与板面垂直的轴的转动惯量为：1R处，2J11MR2①2由平行轴定理得被挖去部分对通过原圆盘中心且与板面垂直的轴的转动惯量为：1MRMR3J2Jcmd2()2()2MR2②2424232由①②式得所剩部分对通过原圆盘中心且与板面垂直的轴的转动惯量为：JJ1J213MR2323-2如题图3-2所示，一根均匀细铁丝，质量为M，长度为L，在其中点O处弯成120角，放在某Oy平面内，求铁丝对O某轴、Oy轴、Oz轴的转动惯量。
分析：取微元，由转动惯量的定义求积分可得解：（1）对某轴的转动惯量为：L20J某rdm(lin600)22M1dlML2L32（2）对y轴的转动惯量为：L1ML2M5Jy()2(lin300)2dlML20322L96（3）对Z轴的转动惯量为：1ML1Jz2()2ML2322122题图3-23-3电风扇开启电源后经过5达到额定转速，此时角速度为每秒5转，关闭电源后经过16风扇停止转动，已知风扇转动惯量为0.5kgm，且摩擦力矩Mf和电磁力矩M均为常量，求电机的电磁力矩M。
分析：Mf，M为常量，开启电源5内是匀加速转动，关闭电源16内是匀减速转动，可得相应加速度，由转动定律求得电磁力矩M。
解：由定轴转动定律得：MMfJ1，即52520.54.12Nm5163-4飞轮的质量为60kg，直径为0.5m，转速为1000r/min，现要求在5内使其制动，求制动力F，假定闸瓦与飞轮之间的摩擦系数0.4，飞轮的质量全部分布在轮的外周上，MJ1MfJ1J20.5尺寸如题图3-4所示。
分析：分别考虑两个研究对象：闸瓦和杆。
物理光学第三章课后作业解答
2nh
2
当 h=0时， ，因此右边中央条纹为暗条纹。
2
(2) 对于左边，由于1.50< 1.62 < 1.75 ，因此入射光小 角度入射时，从空隙上下表面反射的两束光的光程差 无半波损失，即
IP 3.4I1 0.85 I0 4I1
5(P119) 在杨氏实验装置中，两小孔的间距为0.5mm, 光屏离小孔的距离为50cm。当以折射率为1.60的透明 薄片贴住小孔 S2 时，发现屏上的条纹移动了1cm，试 确定该薄片的厚度。
解：
(n 1)l 0.6l l
0.6
yd 1 0.05 0.001cm
解: (1)
n1 sin1 n2 sin2
2
arcsin
sห้องสมุดไป่ตู้n 300 1.5
19.470
2n2hcos2 / 2 m
m 21.5hcos19.470 / 2 / 200
(2)
2 300
2n2hcos2 m
m 2 0.005 cos300 / 122
14(P120) 如图所示，平板玻璃由两部分组成(冕牌玻 璃n=1.50，火石玻璃n=1.75)，平凸透镜用冕牌玻璃制 成，其间隙充满二硫化碳(n=1.62)，这时牛顿环是何 形状?
y D
d
15 1.5cm
10
D 1.5mm
d
1.5d 1.5 0.45 0.58μm
D 1150
k=2 k=1 k=0 k=-1 k=-2
8(P119) 一波长为0.55m的绿光入射到间距为0.2mm 的双缝上，求离双缝2m远处的观察屏上干涉条纹的 间距。若双缝间距增加到2mm，条纹间距又是多少?
物理光学第3章习题解答
式中Z1 ka，Z 2 kb。对于衍射场中心，Z1 Z 2 0，
相应的强度为
a 4 b 4 a 2b 2 2 2 2 ( I r )0 4C C (a b ) 2 4 4
2
当 b a / 2时
2 a (1) ( I r )0 C a 2
a J1 (ka ) 2
利用贝塞尔函数表解上式，得到
ka Z1 3.144
因此，第一个零点的角半径为
3.144 0.51 2 a a
a 左图中，实线表示的是b 的圆环的衍射强度曲线。 2
半径为a的圆孔的强度曲线如虚线所示。
18.一台显微镜的数值孔径为0.85，问： （1）它用于波长 400nm 时的最小分辨距离是多少？ （2）若利用油浸物镜使数值孔径增大到1.45，分辨率提高了多少倍？ （3）显微镜的放大率应设计成多大？（设人眼的最小分辨率为1 ） 【解】
【解】
为使波长600nm的二级谱线的衍射角 30 ，光栅栅距d 必须满足
m 2 600 106 mm d 2.4 103 mm sin sin 30
据（2），应选择d 尽量小，故
d 2.4 103 mm
据（3），光栅缝宽
d 2.4 103 mm 0.8 103 mm 3 3
(1) P点的亮暗取决于圆孔包含的波带数是奇数还是偶数 （假设波带数目不大）。当平行光入射时，波带数
2 D / 2 (1.3mm) 2 j 3 r0 r0 (563.3 106 mm)(103 mm)
2
故P点是亮点。
(2)当P点向前移近圆孔时，相应的波带数增加；波带数增大 为4时，P点变为暗点。
关于物理光学习题附答案
关于物理光学习题附答案⼀、选择题1、在相同时间内，⼀束波长为λ的单⾊光在空中和在玻璃中，正确的是 [ ]A 、传播的路程相等，⾛过的光程相等；B 、传播的路程相等，⾛过的光程不相等；C 、传播的路程不相等，⾛过的光程相等；D 、传播的路程不相等，⾛过的光程不相等。
2. 如图所⽰，平⾏单⾊光垂直照射到薄膜上，经上下两表⾯反射的两束光发⽣⼲涉，若薄膜的厚度为e ，并且n1n3,λ为⼊射光在真空中的波长，则两束反射光在相遇点的相位差为 [ ]A ．λπe n 22 ； B. ππ+e n 22 ；C ．πλπ+e n 24； D. 2/42πλπ+e n 。
3. 在双缝⼲涉实验中，屏幕E 上的P 点是明条纹。
若将2S 缝盖住，并在21S S 连线的垂直平分⾯处放⼀反射镜M ，如图所⽰，则此时 [ ]A ．P 点处仍为明条纹；B. P 点处为暗条纹；C ．不能确定P 点处是明条纹还是暗条纹；D. ⽆⼲涉条纹。
4、⽤⽩光源进⾏双缝实验，若⽤⼀纯红⾊的滤光⽚遮盖⼀条缝，⽤⼀个纯蓝⾊的滤光⽚遮盖另⼀条缝，则［］A ．⼲涉条纹的宽度将发⽣变化；B. 产⽣红光和蓝光的两套彩⾊⼲涉条纹；C ．⼲涉条纹的位置和宽度、亮度均发⽣变化；D ．不发⽣⼲涉条纹。
5、有下列说法：其中正确的是［］A 、从⼀个单⾊光源所发射的同⼀波⾯上任意选取的两点光源均为相⼲光源；B 、从同⼀单⾊光源所发射的任意两束光，可视为两相⼲光束；C 、只要是频率相同的两独⽴光源都可视为相⼲光源；D 、两相⼲光源发出的光波在空间任意位置相遇都会产⽣⼲涉现象。
6、真空中波长为λ的单⾊光，在折射率为n 的均匀透明媒质中，从A 点沿某⼀路径到B 点，路径的长度为 L ， A 、B 两点光振动位相差记为Δφ，则［］（A ） L =3λ/（2n ）,Δφ = 3π； ( B ) L = 3λ/（2n ）,Δφ = 3n π；（C ） L = 3n λ/2 , Δφ = 3π； ( D ) L = 3n λ/2 ，Δφ = 3n π。
高中物理《物理光学》练习题(附答案解析)
高中物理《物理光学》练习题（附答案解析）学校:___________姓名：___________班级：___________一、单选题1．从调谐电路接收到的高频振荡电流中，还原出声音信号的过程是（）A．调谐B．解调C．调频D．调幅2．关于电磁场和电磁波的说法中，下列叙述正确的是（）A．微波炉加热食物是利用了微波有很强的热效应B．电磁波的传播不需要介质，可以在真空中传播C．安培通过实验发现磁场对运动电荷有力的作用D．麦克斯韦建立了经典电磁理论，并证实了电磁波的存在3．关于电磁场和电磁波，下列说法正确的是（）A．赫兹预言了电磁波的存在B．均匀变化的电场能够产生均匀变化的磁场C．紫外线是一种波长比紫光更长的电磁波，能够灭菌消毒D．无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线都是电磁波4．以下关于电磁波的说法不正确的是（）A．医院B超发出的超声波是电磁波B．无线通信是用电磁波进行传播的C．遥控器发出的红外线是电磁波D．透视使用的X射线是电磁波5．2022年9月10日是农历八月十五日的中秋望月，各地月出时刻约为18点10分至20分，所以傍晚升起的月亮可以说是最圆的月亮，关于光现象及其应用，下列说法正确的是（）A．海市蜃楼是由于光在不均匀介质中发生光的折射造成的B．光的衍射现象说明光具有粒子性，全息照相主要是利用了光的衍射现象C．无影灯是应用光的衍射现象，分光镜是利用光的全反射原理D．红黄绿交通信号灯中，红光波长最短，最不易发生明显衍射6．衍射图样对精细结构有一种相当敏感的“放大”作用，可以利用衍射图样分析结构，如通过X射线在晶体上衍射的实验，证实了各种晶体内部的微粒是按一定规则排列着的。
如图所示为一束光经过某孔洞后的衍射图样，则该孔洞的形状可能是（）A．B．C．D．7．如图所示，从点光源S发出的一束细白光以一定的角度入射到三棱镜的表面，经过三棱镜折射后发生色散现象，在光屏的a、b间形成一条彩色光带。
下面的说法中正确的是（）A．在三棱镜中a侧光的波长大于b侧光的波长B．b侧光更容易产生衍射现象C．若改变白光的入射角，在屏上最先消失的是b侧光D．通过同一双缝干涉装置产生的干涉条纹的间距Δxa＞Δxb8．如图所示，由两种单色光组成的复色光，通过足够大的长方体透明材料后分成a、b两束，则（）A．只要满足一定的条件，a、b两束光可以发生干涉B．遇到障碍物时，b光更容易发生明显的衍射现象C．在该透明材料中，a光的传播速度大于b光的传播速度D．从该透明材料射入空气发生全反射时，a光的临界角较大二、多选题9．下列所示的图片、示意图或实验装置图都来源于课本，则下列判断准确无误的是（）A ．甲图是小孔衍射的图样，也被称为“泊松亮斑”B ．乙图是薄膜干涉的应用，可用来检测平面的平整程度C ．丙图是双缝干涉的原理图，若P 到S 1、S 2的路程差是光的半波长的奇数倍，则出现亮纹D ．丁图是薄膜干涉现象的实验装置图，在肥皂膜上，出现水平干涉条纹10．下列关于光的说法正确的是（ ）A ．光的偏振现象说明光是一种横波B ．立体电影是利用了光的衍射现象C ．利用激光的相干性好可以进行精准的测距D ．用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用了光的干涉现象11．2022年8月，我国首颗太阳探测科学技术试验卫星“羲和号”实现了国际上首次空间太阳h α波段光谱扫描成像，这相当于给太阳低层大气做了“CT ”扫描。
新概念物理光学习题答案
新概念物理光学习题答案新概念物理光学习题答案光学作为物理学的一个重要分支，研究光的传播、反射、折射和干涉等现象。
在学习光学的过程中，我们常常会遇到一些习题，通过解答这些习题可以更好地理解光学的原理和应用。
本文将为大家提供一些新概念物理光学习题的答案，希望能够帮助大家更好地掌握光学知识。
1. 一束光从空气射入玻璃介质，发生折射现象。
如果入射角为30°，折射角为20°，求玻璃的折射率。
解答：根据折射定律，光线从空气射入玻璃介质时，入射角i和折射角r之间的关系为：n1*sin(i) = n2*sin(r)。
其中，n1为空气的折射率，近似为1；n2为玻璃的折射率，待求。
代入已知条件，得到：1*sin(30°) = n2*sin(20°)。
解方程可得，n2 ≈ 1.5。
所以，玻璃的折射率约为1.5。
2. 一束光从空气射入水中，发生折射现象。
已知水的折射率为1.33，求光线从水中射入空气时的折射角。
解答：同样利用折射定律，光线从水中射入空气时，入射角i和折射角r之间的关系为：n1*sin(i) = n2*sin(r)。
其中，n1为水的折射率，n2为空气的折射率。
代入已知条件，得到：1.33*sin(i) = 1*sin(r)。
由于光线从水中射入空气，空气的折射率近似为1。
解方程可得，sin(r) ≈ 1.33*sin(i)。
再利用反正弦函数，可求得折射角r的近似值。
所以，光线从水中射入空气时的折射角约为反正弦(1.33*sin(i))。
3. 一束光从空气射入玻璃球，球的折射率为1.5。
已知入射角为60°，求光线在球内的传播路径。
解答：当光线从空气射入玻璃球时，由于两种介质的折射率不同，光线会发生折射现象。
根据折射定律，入射角i和折射角r之间的关系为：n1*sin(i) =n2*sin(r)。
其中，n1为空气的折射率，n2为玻璃球的折射率。
代入已知条件，得到：1*sin(60°) = 1.5*sin(r)。
物理光学各章典型习题及部分习题解答2
例题2－10 在杨氏双缝实验中，采用蓝绿光源，波长 分别为 1=440和2=540 ，试计算条纹从第几级发生 完全重叠。
解：杨氏干涉条纹中明纹的位置为
D xm d
条纹发生重叠
m 0， 1 2， ， ...
2ne (2m 1)
2
设1＝500nm的第m级干涉极小， 2＝700nm的第m－1 级干涉极小，则
(2m 1)
1
2
2(m 1) 1
2
2
1 2 m 2(2 1 )
12 e 673nm 2n(2 1 )
例题2－15 光线以 =300入射到折射率n2=1.25的空 气中的薄膜上。当波长1=6400Å时，反射最大；而 当波长2=4000Å时，反射最小。求薄膜的最小厚度。 解： 由于是空气中的薄膜，一定有半波损失，故
e
(零级)
现在,两光线到达中央处的光 程差：
5 -5 e =10 (m) n2 n1
=5 =(n2 -n1)e
例2－13 有一单色光垂直照射在杨氏双缝实验装置上， 已知双缝间距为a＝1.1297mm，在缝后放置一接收屏， 测得相邻明条纹的间距为0.5362mm，然后将屏向后 移动50cm，测得相邻明条纹的间距为0.8043mm，确 定该单色光波长。
零级条纹出现条件是
m 0
即 考虑到
S2Q2 (n n)l 0 S 2Q2 (n n)l
n n S2Q2 0
于是，零级条纹（因而所有条纹）应当上移。 (2) 考察屏幕上的一个固定点移动一个条纹，表明光 程差相差一个波长 由
物理光学课后习题答案-汇总
和
的合成。
解
：
=
，（m 为奇
= = =
=
。
两个振动方向相同的单色波在空间某一点产生的
振动分别为
和
。若
Hz，
数），
，
所以
=
。
试求如图所示的周期性矩形波的傅立叶级数的表
达式。
解：由图可知，
，
V/m， 8V/m，
，
，
求该点的合振动表达式。
解
：
=
，
，
=
所以
。
=
=
=
。
求如图所示的周期性三角波的傅立叶分析表达式。
面上时，
，其中
。
证明： 儒斯特角，所以
，因为 为布 ，
=
=
=
证明光束在布儒斯特角下入射到平行平面玻璃片
的上表面时，下表面的入射角也是布儒斯特角。
证明：由布儒斯特角定义，θ+i=90º ，
设空气和玻璃的折射率分别为 和 ，先由空气入
射到玻璃中则有
，再由玻璃出射
=
律
则
，其中
，又根据折射定
，得
，
，得证。
利用复数表示式求两个波
的宽度为
又由公式
，得双缝间距
离
=
。
设双缝间距为 1mm，双缝离观察屏为 1m，用钠光照
某种激光的频宽 的波列长度是多少
Hz，问这种激光
解：由相干长度
，所以波列长度
。
第二章 光的干涉及其应用
在与一平行光束垂直的方向上插入一透明薄片，其
明双缝。钠光包含波长为
nm 和
两种单色光，问两种光的第 10 级亮 条纹之间的距离是多少
物理光学第三章 习题答案
4.9 如图4.35所示，F-P标准具两镜面的间隔为1cm，在其两 侧各放一个焦距为15cm的准直透镜L1和会聚透镜L2。直径为 1cm的光源（中心在光轴上）置于L1的焦平面，光源发射光 波为589.3nm的单色光，空气的折射率为1。 （1）计算L2焦点处的干涉级。在L2的焦面上能观察到多少个 亮条纹？其中半径最大条纹的干涉级和半径是多少？ （2）若将一片折射率为1.5，厚为0.5mm的透明薄片插入标 准具两镜面之间，插至一半位置，干涉环条纹将发生怎样的 变化？ 2h m 解 (1) 条纹系中心的干涉级为： 2h
v c
v v
2
v v
v v
（2）
v
c
2
1.49 104 (Hz)
相干长度为：
Dmax
2 2 104 (m)
3.18 在图3.35中所示的干涉装置中，若照明光波的波长为600nm， 平板的厚度h=2mm，折射率n=1.5。其下表面涂上某种高折射率 介质（nH>1.5），问： （1）在反射光方向观察到得干涉圆环条纹的中心是亮斑还是暗 斑？ （2）由中心向外计算，第10个亮环的半径是多少？（观察望远 镜物镜的焦距为20cm。） （3）第10个亮环处的条纹间距是多少？
若有曲率半径为r的平凸透镜c并且bc组合和ac组合产生的第10个暗环的半径分别为rbc45mm和rac5mm试计算rabab1062754637m12339m43将一个波长稍小于600nm的光波与一个波长为600nm的光波在fp干涉仪上进行比较
第三、四章 习题
3.4 在杨氏实验中，两小孔距离为1mm，观察屏离小孔的 距离为50cm。当用一片折射率为1.58的透明薄片贴住其中 一个小孔时，发现屏上的条纹移动了0.5cm，试确定该薄 片的厚度。
光学第三章习题 11级应用物理
11级应用物理 曹江勇学号：20114052004第三章 习题一、选择题：2004. 2n = 1 的空气对于1n = 1.5 的玻璃而言，其临界角c i 约为 （ B ）（A ）40° （B ） 42° （C ）55° （D ）56°2005．将折射率为 n 的薄透镜置于折射率为 n ′（＞n ）的介质中，则 （ B ）（A ）凸透镜会聚、凹透镜发散 （B ）凸透镜发散、凹透镜会聚（C ）凸透镜发散、凹透镜发散 （D ）凸透镜会聚、凹透镜会聚2012．使一条不平行主轴的光线，无偏折（即传播方向不变）的通过厚透镜，满足的条件是入射光线必须通过（ A ）（A ）光心。
（B ）物方焦点。
（C ）物方节点。
（D ）象方焦点。
2016．由折射率为n=1.65 的玻璃制成的薄凸透镜，前后两球面的曲率半径均为40cm ，其焦距等于多少cm ？。
（ D ）（A ）20 （B ）21 （C ）25 （D ）312017．一双凸透镜的折射率为1.5，其两面曲率半径均为10cm ，若其一面涂以银，使其成为凹面镜，在距透镜20cm 处置一点光源，光自左向右射入，右为涂银面，则其所成像在多少cm 处？ ( A )（A ）20 （B ）4 （C ）3.33 （D ）2.862022．一消色差透镜由两个胶合的薄透镜构成的，他们的光焦度分别为10和-6屈光度，试问组合透镜的焦距为多少cm ？（A ）0.25 （B ）25 （C ）2.5 （D ）4002049,光学系统的实物定义是（ C ）（A ）发散入射同心光束的顶点（B ）会聚入射同心光束的顶点（C ）发散出射同心光束的顶点（D ）会聚出射同心光束的顶点2050,光学系统的虚物定义是（ B ）（A ）发散入射同心光束的顶点（B ）会聚入射同心光束的顶点（C ）发散出射同心光束的顶点（D ）会聚出射同心光束的顶点2051,光学系统的实像定义是（ B ）（A ）发散入射同心光束的顶点（B ）会聚入射同心光束的顶点（C ）发散出射同心光束的顶点（D）会聚出射同心光束的顶点2052,光学系统的虚像定义是（ C ）（A）发散入射同心光束的顶点（B）会聚入射同心光束的顶点（C）发散出射同心光束的顶点（D）会聚出射同心光束的顶点2053,身高为1.8m的人经过平面镜反射能看到自己全身的像，平面镜的高度至少需要多少米( A )（A）0.9m （B）1.8m （C）2.7m （D）3.6m2054,平面镜成像的性质为（ B ）（A）实物成实像（B）实物成虚像（C）虚物成虚像（D）虚物不能成像2055,平面镜成像的横向放大率为（ A ）（A）+1 （B）－1 （C）0 （D）∞2056,唯一能完善成像光学系统的是（ B ）（A）平面折射系统（B）平面反射系统（C）球面折社系统（D）球面反射系统2058,人在岸上看到水中的鱼是（ D ）（A）原深度的鱼（B）变深了的鱼的实像（C）变浅了的鱼的实像（D）变浅了的鱼的虚像2059,透过一块厚玻璃板观察一个发光点，看到发光点的位置是（ A ）（A）移近了（B）移远了（C）不变（D）不能确定2060,某水箱里注水深8cm，箱底有一硬币，则硬币的视深为多少厘米（ C ）（A）2 （B）4 （C）6 （D）202061,在厚15cm，折射率为1.5的玻璃板下表面上有一小颗粒，如果垂直观察，小颗粒的像位于玻璃板上表面下放多少厘米( B )（A）5 （B）10 （C）15 （D）202062,棱镜的折射率为n，当顶角a很小时，最小偏向角为（ C ）（A）a （B）na （C）(n-1)a （D）(n+i)a2063,棱镜的顶角为60°，当入射角为45°时，偏向角最小，那么该棱镜的折射率为（ A ）（A（B（C（D）22066，凹球面镜对实物成像的性质之一是（ A ）（A）实像都是倒立的（B）实像都是正立的（C）实像都是放大的（D）实像都是缩小的2067,凹球面镜对实物成像的性质之一是（ A ）（A）虚像都是正立方大的（B）虚像都是倒立方大的（C）虚像都是正立缩小的（D）虚像都是倒立缩小的2068,凸球面镜对实物成像的性质是（ B ）（A）虚像都是实的（B）虚像都是虚的（C）虚像都是放大的（D）虚像都是倒立的2069,凸球面镜对实物成像的性质（ D ）（A）实像都是正立方大的（B）实像都是倒立方大的（C）实像都是倒立缩小的（D）不可能产生实像2070，凸球面镜对实物成像的性质（ C ）（A）实像都是倒立缩小的（B）实像都是正立方大的（C）虚象都是正立缩小的（D）虚象都是倒立方大的2071,平行光通过置于空气中的透明介质球聚焦于球面上，则透明体的折射率为（ D ）（A）2 （B）1 （C）2 （D）1.52072,凸透镜的成像性质之一是（ A ）（A）实物始终成倒立实像（B）实物始终成正立虚像（C）虚物始终成正立实像（D）虚物始终成正立虚像2073,凸透镜对实物成像的性质之一是（ A ）（A）实像都是倒立的（B）实像都是正立的（C）实像都是放大的（D）实像都是缩小的2074,凸透镜对实物的成像性质之一是（ D ）（A）实像都是正立方大的（B）实像都是倒立方大的（C）实像都是倒立缩小的（D）实像可以放大，也可以缩小2075,凹透镜对实物成像的性质（ B ）（A）像都是实的（B）像都是虚的（C）像都是放大的（D）像都是倒立的2076,凹透镜对实物成像的性质（ D ）（A）实像都是正立方大的（B）实像都是倒立方大的（C）实像都是倒立缩小的（D）不能成实像2077,凹透镜对实物成像的性质（ C ）（A）实像都是倒立缩小的（B）实像都是正立方大的（C）虚象都是正立缩小的（D）虚象都是倒立方大的2078,共轴球面系统主焦点的定义是（ D ）（A）主轴上横向放大率等于1的一对共轭点（B）主轴上角放大率为1的一对共轭点（C）主轴上纵向放大率为1的一对共轭点（D）主轴上无限远点的共轭点2079,共轴球面系统主点的定义是（ A ）（A）主轴上横向放大率等于1的一对共轭点（B）主轴上角放大率为1的一对共轭点（C）主轴上纵向放大率为1的一对共轭点（D）主轴上无限远点的共轭点2080,共轴球面系统节点的定义是（ B ）（A）主轴上横向放大率等于1的一对共轭点（B）主轴上角放大率为1的一对共轭点（C）主轴上纵向放大率为1的一对共轭点（D）主轴上无限远点的共轭点二、填空题：1012．费马原理是指＿光沿光程最大值、最小值、或恒定值的路程传播＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
大学物理-游璞-于国萍-光学-课后习题-答案
第一章 习题
1.2 解：从图中可以看出： i2=i1+q
激光器
i2+q=i1+a
∴a=2q
又
tana = 5
50
a=5.71o ∴ q=2.86o
i2 q
q
i1 i1
i2
O
a
50cm
A 5cm
B
用途：平面镜微小的角度改变，转化为屏幕上可测量的长度改 变。力学中钢丝杨氏模量的测量、液体表面张力的测量等。
)2
=
( n1 n1
− +
n2 n2
)2
=
0.04
Rp
=
rp 2
=
( n1 cos i1 n1 cos i1
− n2 + n2
cos i2 cos i2
)2
=
( n2 n2
− n1 )2 + n1
=
0.03
3.4 解:（1）不加树脂胶时，两个透镜之间有空气，所以当自然光正入射
时，在第一个透镜与空气的分界面I上，
R2 + f 2 = nz + x2 + y2 + ( f − z)2 (n2 −1)z2 − z(n R2 + f 2 − f )z − (x2 + y2 ) = −R2
1.11 证明 n' − n = n' − n p' p r
1 +1 =2 p' p r
f = f= r 2
1.13 解:
f '=
Ey
=
A cos[ (t
−
z) c
建筑光学图解版习题答案
6-4重庆地区某会议室平面尺寸为5 m×7 m，净空高3.6 m，估算需要的侧窗面 积并绘出其平、剖面图。 • • • • 解：通过查办公建筑的采光系数标准可知，办公室属于Ⅲ类采光等级 由表6-5可知，办公室窗地比是1/5 由重庆属于Ⅴ类地区，所以得出窗地比需要乘以系数K，得出： 可得出窗户面积为：35 0.24=8.4㎡
5 解：前提条件：实验表明人们能觉察的最低亮度是 10 asb ， 而感觉到刺眼的亮度是 16 sb ；
最低照度
10 5 E 1.25 10 5 asb 0.8
16 20 sb 0.8
•
达到刺眼的照度
E
3-6试说明光通量与发光强度，照度与亮度间的区别和联系？
• • • • •
6-5一单跨机械加工车间，跨度为30 m，长72 m，屋架下弦高10 m，室内表面浅 色粉刷，室外无遮挡，估算需要的单层钢侧窗面积，并验算其采光系数。 • • • • • • • • • • • 解：假设此机械车间处于重庆地区，光气候分区为Ⅴ类地区，系数K=1.2 1）若机械加工车间属Ⅳ级采光等级，Cmin=1。由表6-5可知，侧窗要求窗地 比为1/6。 则窗户的面积为30×72/6×1.2=432㎡。 设窗台高1m，侧墙可开窗面积约为72×（10－1）=648㎡≥432㎡，可满足 单面开窗; 但为使车间内照度均匀，现两面开带形窗，长度60m，可以得出： hc=432㎡÷60m÷2=3.6m 2）验算采光系数 根据上述所选窗户的形式来验证采光系数； 根据窗户的形式，选取相应的修正系数，算出采光系数的最低值，与 采光系数标准值相比较，看是否满足要求。 由公式
C min C ' d K C K ' r K ' K w K f
物理试题练习题教案学案课件物理光学作业习题答案.docx
物理光学作业习题答案第一章光波的基本性质(1)作业习题1、试说明下列各组光波表达式所代表的偏振态。
(1) E x= E o sin ( co t-kz), E y= E O cos ( « t-kz)⑵ E x= E O cos ( co t-kz), E y= E O cos ( « t~kz+f )(3) E x= E o sin ( co t~kz), E y=- E o sin ( co t~kz)解：(1) E x = E o sin(®r -kz) E y = E o cos(cot - kz) 71Ex = cos(M — kz~ —) 9 E ox = E oy = E°.•.5=生，.•.凡，超前所生，.•.为右旋圆偏振光2 ，2(2 ) Ex = Eq cos(仞-kz), Ey = E° cos(仞-fc + —)F8 = - , E;+E;^El，E,超前E, ^Ltga = — = 1, :.a = -4 x y u y E4_ _ 71 71 971tg2y/ = tg2a -coso = tg —-cos— , .. y/ =—为右旋椭圆偏振光，长轴在y二x方向上(3) E x = E o sin(仞-kz), E y = -E o cos(仞-kz)Ey = E Q sin(®r 一« + 兀),d = 7i , E m = E oy = E QE .丸TC % TCtga = = 1,・'・ a = —, tg2i// = tg2a-cos3 = tg — -cos n ・'・ i// = ---E°x 4 2 4 ...为线偏振光，振动方向为疔-X2、试证明：频率相同，振幅不同的右旋与左旋圆偏振光能合成一椭圆偏振光。
旋椭圆偏振光。
3、把一根截面是矩形的玻璃棒（折射率为1.5）弯成马蹄形，如图所示。
物理光学与应用光学第二版课件及课后习题答案
相干光波、有相同的频率、有恒 定的相位差、有相同的振动方向 。
双缝干涉与多缝干涉
双缝干涉
两束相干光波分别通过两个平行狭缝 后，在屏幕上产生的明暗交替的干涉 条纹。
多缝干涉
多个狭缝产生的相干光波在屏幕上产 生的明暗交替的干涉条纹。
薄膜干涉与干涉滤光片
薄膜干涉
光波在薄膜表面反射和透射时产生的干涉现象，常用于增反 膜和增透膜的设计。
摄像机的原理
摄像机通过镜头将光线聚焦在电荷耦合器件（CCD）或互补金属氧化物半导体（ CMOS）传感器上，记录下动态影像。
照相机与摄像机的比较
照相机和摄像机在结构和工作原理上存在差异，但它们都是用于记录影像的光学仪器。
光学信息处理系统
1 2
光学信息处理系统的原理
光学信息处理系统利用光的干涉、衍射、全息等 原理对信息进行处理。
REPORT
CATALOG
DATE
ANALYSIS
SUMMAR Y
04
光学仪器及应用
透镜与成像原理
透镜的分类
01
根据透镜的形状和焦距，可以将透镜分为凸透镜、凹透镜和凹
凸透镜等。
成像原理
02
透镜通过改变光线的传播路径，使光线会聚或发散，从而形成
实像或虚像。
像距与物距
03
透镜成像时，像距与物距之间的关系遵循“1/f = 1/u + 1/v”
干涉滤光片
利用薄膜干涉原理设计的滤光片，具有特定波长范围的透过 或反射特性。
干涉系统的应用
光学干涉仪
干涉光谱技术
利用光的干涉原理测量长度、角度、表面 粗糙度等物理量。
通过干涉原理分析物质吸收、发射和散射 光谱，用于物质成分分析和光谱测量。
物理光学第三章 答案
第三章作业1、波长为600nm的平行光垂直照在宽度为0.03mm的单缝上,以焦距为100cm的会聚透镜将衍射光聚焦于焦平面上进行观察，求：（1）单缝衍射中央亮纹的半宽度；（2）第一亮纹和第二亮纹到衍射场中心的距离。
2、求矩孔夫琅和费衍射图样中，沿图样对角线方向第一个次级大值和第二个次级大值相对于图样中心的强度.3、在双缝的夫琅和费衍射实验中，所用光波的波长为632.8nm，透镜的焦距为80cm，观察到两相邻亮条纹之间的距离2.5mm,并且第5级缺级，试求：（1）双缝的缝宽与缝距；（2)第1,2，3级亮纹的相对强度。
4、平行白光射到在两条平行的窄缝上，两缝相距为2mm,用一个焦距为1。
5m的透镜将双缝衍射条纹聚焦在屏幕上。
如果在屏幕上距中央白条纹3mm处开一个小孔,在该处检查所透过的光，问在可见光区（390~780nm)将缺掉那些波长?5、推导出单色光正入射时,光栅产生的谱线的半角宽度的表达式。
如果光栅宽度为15cm，每毫米内有500条缝,它产生的波长632。
8nm的单色光的一级和二级谱线的半角宽度是多少?6、钠黄光包含589。
6nm和589nm两种波长，问要在光栅的二级光谱中分辨开这两种波长的谱线，光栅至少应有多少条缝？7、设计一块光栅，要求：（1）使波长为600nm的第二级谱线的衍射角小于等于300；(2）色散尽可能的大;(3）第4级谱线缺级;（4）对于波长为600nm的二级谱线能分辨0.03nm 的波长差。
选定光栅的参数后，问在透镜的焦面上只能看见波长600nm的几条谱线？8、一束直径为2mm的氦氖激光（632.8nm）自地球发向月球，已知月球到地面的距离为380000km，问在月球上接收到的光斑的大小？若此激光束扩束到0.15m再射向月球,月球上接收到光斑大小？9、在正常条件下,人眼瞳孔直径约为2.5mm，人眼最灵敏的波长为550nm.问：（1）人眼最小分辨角(2）要分辨开远处相距0。
6m的两点光，人眼至少离光点多近？（3)讨论眼球内玻璃状液的折射率（1.336)对分辨率的影响。
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加玻璃后，dsinθ=0.0005为零级，m=（3n+1）处缺级
即整体条纹平移一级
28. 设光栅的振幅透射系数为
t ( x) t0 t1 cos 2 f 0 x t1 cos 2 f 0 x 2 这块光栅的夫琅和费衍射场中将出现几个衍射斑？各斑 的中心强度与零级的比值是多少？
x f f
a
代入题设 x
1.5 mm, f 300mm, 632.8nm 2
得
0.1256mm
15. 用望远镜观察远处两个等强度的发光点S1和S2.当S1 的像（衍射图样）中央和S2的像的第一个强度零点相重 合时，两像之间的强度极小值与两个像中央强度之比是 多少？ 2 2 J1 ( Z ) 解：S1和S2的像的强度分布式 I I 0 * Z S1的像的中央对应于 Z 0 S2的像的第一强度零点对应于 Z 1.22 3.833rad 1.22 Z 0.61 1.9rad 两像之间中点对应于 2 2 2 J (1.9) 将Z值代入*式，得中间点单独强度 I1 I 0 0.374 I 0 1.9 因此，中间点合强度与像中央强度之比 I 2 I1 0.374 2 0.748 I0 I0
可求得
z 900m
16. 若望远镜能分辨角距离为3×10-7rad的两颗星，它的 物镜的最小直径是多少？同时为了充分利用望远镜的分 辨率，望远镜应有多大的放大率？
分析：第一问直接代入望远镜分辨率公式（P399）；第 二问为了充分利用望远镜的分辨率，应使它的最小分辨 角经望远镜放大后大于人眼的最小分辨角，使其能为人 眼所分辨
解： （1）考虑可见光中心波段550nm 1.22 1.22 D 2.24m D （2）取人眼瞳孔直径为2.5mm 4 2.68 10 1.22 M e 900 e 2.68 104 rad 7 3 10 De
20. 在双缝的一个缝前贴一块厚0.001mm、折射率为1.5 的玻璃片。设双缝间距为1.5μm，缝宽为0.5μm，用波长 500nm的平行光垂直入射。试分析该双缝的夫琅和费衍 射图样。
i
I f0 I0
2 2 t1 1 t1 2 2 t0 t0
2
ห้องสมุดไป่ตู้
11. 在不透明细丝的夫琅和费衍射图样中，测得暗条纹 间距为1.5mm，所用透镜的焦距为30mm，光波波长为 632.8nm。问细丝直径是多少？
分析：细丝和单缝的衍射图样类似，利用单缝衍射的角 半宽度计算式（P394）求解 解：
解： E ( x, y ) F [t ( x)]
1 1 i t0 ( f ) t1[ ( f f 0 ) ( f f 0 )] t1e 2 [ ( f f 0 ) ( f f 0 )] 2 2 因此，有三个衍射斑（第一项为0级）
由于 f 0 处各有相差 e 2 的两 项，其合成振幅应为 2 t 1 2
物理光学第三章习题解答
8. 波长λ=500nm的单色光垂直入射到边长为3cm的方孔 上，在光轴（它通过孔中心并垂直方孔平面）附近离孔 z处观察衍射，试求出夫琅和费衍射区的大致范围。
分析：代入夫琅和费近似条件（P383）即可 解：
( x12 y12 ) max k 2z 2 k 取 x1 y1 1.5cm