几何光学练习题

几何光学练习题几何光学练习题一、填空题1．光的直线传播定律指出光在介质中沿直线传播。

2．全反射的条件是大于，光从光密介质射向光疏介质产生全反射。

3．虚物点是的的交点。

4．光学系统的物方焦点的共轭象点在，象方焦点的共轭点在。

5．某种透明物质对于空气的临界角为45°，该透明物质的折射率等于。

6．半径为r的球面，置于折射率为n的介质中，系统的焦距与折射率关，光焦度与折射率关。

7．共轴球面系统主光轴上，物方无限远点的共轭点定义为；象方无限远的共轭点定义为。

8．几何光学的三个基本定律是，和。

9．光学系统在成象过程中，其β=-1.5，则所成的象为的象。

10．在符号法则中（光线从左向右入射）规定：主光轴上的点的距离从量起，左负右正；轴外物点的距离上正下负；角度以为始边，顺时针旋转为正，反之为负，且取小于π/2的角度；在图上标明距离或角度时，必须用。

11．当光从光密媒质射向媒质时，且满足入射角大于，就可以发生全反射现象。

12．当物处于主光轴上无穷远处，入射光线平行于主光轴，得到的象点称为，薄透镜成象的高斯公式是。

13．主平面是理想光具组的一对共轭平面；节点是理想光具组的一对共轭点。

14．在几何光学系统中，唯一能够完善成象的是系统，其成象规律为。

15．理想成象的条件是和。

16．曲率半径为R的球面镜的焦距为，若将球面镜浸入折射率为n的液体内，该系统的焦距为。

17．通过物方主点的光线，必通过象方，其横向放大率为。

18．将折射率n=1.5的薄透镜浸没在折射率为n'=1.33的水中，薄透镜的焦距等于空气中焦距的倍。

19．实象点是的光束的交点。

20．实物位于凹球面镜的焦点和曲率中心之间，象的位置在与之间。

21．筒内装有两种液体，折射率分别为n1和n2，高度分别为h1和h2，从空气（n=1）中观察到筒底的像似深度为。

22．在符号法则中，反射定律的数学式为。

23．薄透镜置于介质中，物、象方焦距分别为f和f'，光线通过薄透镜中心方向不变的条件是。

二、选择题1．玻璃中的气泡看上去特别明亮，是由于A，光的折射；B，光的反射；C，光的全反射；D，光的散射2．通过一个厚玻璃观察一个发光点，看到发光点的位置A，移近了；B，移远了；C，不变；D，不能确定3．凸球面镜对实物成象的性质A，实象都是倒立放大的；B，虚象都是正立缩小的；C，实象都是倒立放大的；D，虚象都是正立放大的4．物象共轭点相对于透镜的位置有一种规律A，物、象点必在透镜的同侧；B，物象点必在透镜的异侧；C，物象分别在F，Fˊ的同侧；D，物象点分别在F，Fˊ的异侧5．在焦距为f的透镜光轴上，物点从3f移到2f 处，在移动的过程中，物象点之间的距离A，先减小后增大；B，先增大后减小；C，由小到大；D，由大到小6．棱镜的顶角为A，折射率为n，当A很小时的最小偏向角为A，A；B，nA；C，(n-1)A；D，(n+1)A 7．在空气中，垂直通过折射率为n，厚度为d的平板玻璃观察物体，看到的象移近了A，d/n；B，nd；C，(n-1)d； D.(n-1)d/n 8．凹球面镜对实物成象的性质之一为A，实象都是正立缩小的；B，虚象都是正立放大的；C，实象都是倒立缩小的；D，虚象都是倒立放大的9．实物从离凸透镜3f处沿光轴移动到离透镜1.5f处的过程中，象性质的变化规律之一是A，象先正立，后倒立；B，象先倒立，后正立； C.象始终正立；D，象始终倒立10．空气中，平行光从平面入射到半径为3cm、折射率为1.5的玻璃半球，其象方焦点距离球面顶点为A，2cm；B，4cm；C，6cm；D，8cm11．已知薄透镜的横向放大率β=2和象方焦距f'=2cm，则象的位置x'为A，4cm；B，-4cm；C，8cm；D，0.5cm。

12．放置于焦距为20cm的发散透镜左侧80cm处的物体的象在A，透镜右侧16cm；B，透镜左侧16cm处；C，透镜右侧26.7cm；D，透镜左侧26.7cm 处13．一个物体在平面镜前10cm处，如果你站在该物的后面距镜30cm处看它的象，眼睛应聚焦的位置为A，25cm；B，35cm；C，45cm；D，40cm14．在符号法则中，平面镜的成象公式为A，S'=S；B，-S'=-S；C，S'/S=1；D，S'=-S15．双凸透镜的两曲率半径均为10cm，折射率为1.5，若将薄透镜置于水中（n=1.33），薄透镜的光心到镜心之间的距离等于A，0；B，1cm；C，2cm；D，3cm。

16．光线从左向右射到透镜上，s为物距，S'为象距，下列哪种情况属于虚物成实象A，s<0,S'<0；B，s>0,S'>0；C，s>0,S'<0；D，s<0, S'>017．曲率半径为10cm的凸球面镜，用s表示物距，能产生实象的虚物位置范围为A，s>10cm；B，0<s<10cm；C，s>5cm；D，0<s<5cm18．空气中,玻璃三棱镜ABC的顶角为30°,光线垂直于AB面入射,由AC面射出,偏向角也为30°,则棱镜的折射率为A，2；B，2/2；C，3；D，3/3 19．一发光点位于凹球面镜前40cm处,镜面曲率半径为16cm,则象距为A，-10cm；B，-20cm；C，-30cm；D，-40cm20．一双凹透镜折射率为n,置于折射率为n'的介质中,则下列说法正确的是A，若n>n',透镜是发散的；B，若n>n',透镜是会聚的；C，若n'>n,透镜是发散的；D，双凹薄透镜是发散的,与周围介质无关21．两个主焦点重合的光学系统是A，玻璃球B，双凸透镜C，双凹透镜D，球面镜22．折射球面的物方、象方折射率分别为n和n'，若物、象距分别为S和S'，系统的角放大率为A，S'/S；B，S/S'；C，-S'/S；D，-S/S'23．当光线从折射率为n1的光密媒质射向折射率为n2的光疏媒质时，发生全反射的临界角为A ，12arcsin n n ； B ，21arcsin n n ； C ，12n n arctg ； D ，21n n arctg24．平面镜成象的横向放大率为A ，+1；B ，-1；C ，0；D ，∞25．某水箱里注水深8cm ，箱底有一硬币，则硬币的象似深度为A ，2cm ；B ，4cm ；C ，6cm ；D ，8cm26．半径为r 的球面镜，置于折射率为n 的介质中，该光学系统的焦距为A ，2r ；B ，r/2；C ，nr ；D ，r/2n27．半径为R ，折射率为1.5的玻璃半球，球面向右，光线从左方入射，其象方焦点距球面顶点的距离为A ，0.5R ；B ，R ；C ，1.5R ；D ，2R28．薄透镜的横向放大率为A ，f/x ；B ，x/f ；C ，-f/x ；D ，-x/f29．将折射率为n 1=1.50的有机玻璃浸没在油中，油的折射率为n 2=1.10，试向临界角为A ，50.110.1arcsin ； B ，50.110.1arccos ； C ，1.10/1.50；D，1.50/1.1030．由折射率n=1.65的玻璃制成的薄双凸透镜，前后两球面的曲率半径均为40cm，则焦距为A，20cm；，21cm；C，25cm；D，31cm31．一个发光体与屏幕相距为D，将发光体聚焦于屏上的透镜的最大焦距为A，2D；B，D；C，D/2；D，D/4 32．当一薄透镜浸没在水中（n=1.33），此透镜（n=1.50）的焦距f如何变化？A，不变；B，增加为1.33倍；C，增加为1.5倍；D，增加为3.91倍33．直径为8cm的长玻璃棒，末端是半径为4cm 的半球，玻璃的折射率为1.50，如果将物体放在棒轴上距末端16cm处，则象的位置为A，12cm B，24cm C，-12cm D，∞34．由凸面镜所成的象，相对于物通常是A，倒立虚象；B，缩小的正象；C，倒立实象；D，放大的虚象35．.一物体放在焦距为8cm的薄凸透镜前12cm 处，现将另一焦距为6cm的薄凸透镜放在第一透镜右侧30cm处，则最后象的性质为A，一个倒立的实象；B，一个放大的实象；C，成象于无穷远处；D，一个缩小的实象三、作图题1．已知系统的基点H、H'，F、F'，作出物AB 的象。

BA F H H'F'2．用作图法求出物点S的象点。

•S F H H'F'3．作出伽利略望远镜用作激光扩束器的光路图。

4．已知系统的基点H ，H '，F ，F '，作出物点P 的象点。

1F '（F 2）O 1 O 2L 1 L 2• P F 'H 'H F5．已知系统的主点H，Hˊ和焦点F，Fˊ，物点P与Fˊ重合，作出P的象点。

P•F H H'F'6．求AB光线的共轭光线，并求出节点的位置。

F H H'F'BA7．伽利略望远镜如图所示，物镜的后焦点1F'与目镜的前焦点F2重合，用作图法求任一入射光线AB的出射光线，用箭头标明光线传播方向。

O1O21F'B F2A8．已知H和'H为光具组的主点，F和'F为光具组的焦点，MN为共轴球面系统的主轴，作出物体PQ的象。

QMNP F''H H F9．MN为光学系统的主轴，H、H'和F、F'分别是系统的主点和焦点，作出光线AB的出射光线。

10．H 和'H 为系统的主点，F 和'F 为系统的焦点，MN 为共轴球面系统的主轴，确定出轴上物点P 的像。

BA MNF H H ' F '•M P F 'H H'FN四、计算题1．玻璃棒一端成半球形，其曲率半径为2cm，将它水平浸入水中（折射率为1.33），沿轴线方向离球面顶点8cm处的水中有一物体，求象的位置及横向放大率，并作出光路图。

2．凸透镜L1和凹透镜L2共轴放置，相距10cm，凸透镜的象方焦距为20cm，凹透镜的物方焦距为20cm，物体A位于凸透镜前方30cm处，试确定物体所成的象的位置和性质。

3．凸透镜的焦距为10cm，凹透镜的焦距为4cm，两透镜相距12cm，已知高为1cm的物体放在凸透镜左边20cm处，物体先经凸透镜成象再由凹透镜成象，求象的位置和性质，并作出光路图。

4．如图所示，凸透镜L1和凹透镜L2同轴放置，L1的左侧的介质折射率为n，L2的右侧介质的折射率也为n，两透镜之间介质的折射率为n0，且n<n0；F1是L1的物方焦点，F2是L2的物方焦点,2F 是L2的象方焦点。