2014級光學(xué)技術(shù)基礎(chǔ)復(fù)習(xí)

2014級光學(xué)技術(shù)基礎(chǔ)復(fù)習(xí)一、填空題1?光的直線傳播定律指出光 同種均勻 介質(zhì)中沿直線傳播。2?全反射的條件是入射角等干或—大于 ，光從光光密介質(zhì)射向光光疏介質(zhì)產(chǎn)生全反射。3?虛物點是 發(fā)散光線 的 的交點。4?光學(xué)系統(tǒng)的物方焦點的共軛象點__像方的無窮遠處 ，象方焦點的共軛點 物方的無窮遠TOC\o"1-5"\h\z處 。5?某種透明物質(zhì)對于空氣的臨界角為45°，該透明物質(zhì)的折射率等于 3 6?在符號法則中，反射定律的數(shù)學(xué)式為 。7?通過物方主點的光線，必通過象方 ，其橫向放大率為 。8?幾何光學(xué)的三個基本定律 ， 和 。9?曲率半徑為R的球面鏡的焦距為 ，若將球面鏡浸入折射率為n的液體內(nèi)，該系統(tǒng)的焦距為 。10.在符號法則中（光線從左向右入射）規(guī)定：主光軸上的點的距離 量起，左負右正；軸外物點的距離上正下負；角度以 為始邊，順時針旋轉(zhuǎn)為正，反之為負，且取小于n/2的角度；在圖上標(biāo)明距離或角度時，必須用 。11?當(dāng)物處于主光軸上無窮遠處，入射光線平行于主光軸，得到的象點稱為 ，薄透鏡成象的高斯公式是,12?主平面是理想光具組的 —對共軛平面；節(jié)點是理想光具組的 —對共軛點。13?實象點是 的 光束的交點。之間。14.實物位于凹球面鏡的焦點和曲率中心之間，象的位置在之間。二、計算題1.利用公式證明位于正薄透鏡物方焦點前—倍焦距的物經(jīng)透鏡所成像為等高倒立實像，并作圖驗證之。1.利用公式證明位于正薄透鏡物方焦點前—倍焦距的物經(jīng)透鏡所成像為等高倒立實像，并作圖驗證之。2置于空氣中的玻璃球，折射率為n=1.5,半徑為R。（1） 物在無窮遠時經(jīng)過玻璃球成像在何處？（2） 物在玻璃球前2R處，經(jīng)玻璃球成像在何處？大小如何？

3—物體位于半徑為3—物體位于半徑為R的凹面鏡前何處可分別得到放大4倍的實像、放大4倍的虛像、縮小4倍的實像、縮小4倍的虛像，計算并作圖驗證解：（1）放大4倍的實像2）放大四倍虛像3）縮小四倍實像4）縮小四倍虛像2）放大四倍虛像3）縮小四倍實像4）縮小四倍虛像4.—束平行細光束入射到一半徑r=30mm、折射率n=1.5的玻璃球上，求其會聚點的位置。如果在凸面鍍反射膜,其會聚點應(yīng)在何處？如果在凹面鍍反射膜，則反射光束在玻璃中的會聚點又在何處？反射光束經(jīng)前表面折射后，會聚點又在何處？說明各會聚點的虛實。解：該題可以應(yīng)用單個折射面的高斯公式來解決,II'nn'-n = r1r設(shè)凸面為第一面，凹面為第二面。（1）苜先考慮光束射入玻璃球第一面時的狀態(tài)，使用高斯公由+半=3匚"*碼ML5,嶺=30,阻M1,占=疋弋 得到：/i=90?tiw?時于第二面，d=50mmly= =90-60=30njn?由^?2_-Hl=巴巴,,旳、=1$力、=L5a=-30?h=301Jh i\■ ■ JB得至壯1；=［刃ww■

還可以用B正負判斷實物磁虛像30虛橡得到-10也削傑位于第二面前10mm處得到15mm（3）光線經(jīng)過第一面折射只是延SO-10-50用用還可以用B正負判斷實物磁虛像30虛橡得到-10也削傑位于第二面前10mm處得到15mm（3）光線經(jīng)過第一面折射只是延SO-10-50用用V=9Q期用（4）在經(jīng)過第一面折射橡位于第一面的右側(cè)長線的交點，因此是虛像。（2）將第一面鍍膜，就相當(dāng)于凸面鏡會聚點位于第二面后15mm處30,齊=-30由-=K得到?f=15mm30,工一巴=巴辿與物慮實相反對于第二面'物慮'趙為實蹤5.人照鏡子時，要想看到自己的全身，問鏡子要多長？人離鏡子的距離有沒有關(guān)系？解頭腳鏡子的高度為解頭腳鏡子的高度為1/2人身高，和前后距離無關(guān)。6.—等邊三角形棱鏡，若入射光線和出射光線對棱鏡對稱，出射光線對入射光線的偏角為40度，求該棱鏡材料的折射率因為“入折射率因為“入射光垃和出射光錢相只推鏡對稱“所収棱鏡中的光線必平行于底邊作圖可得Sin5O=nSin3On=1.5327?有一正薄透鏡對某一物成倒立的實像，像高為物高的一半，現(xiàn)將物向透鏡移近100mm，成等高實像，求透鏡的焦距。1'=—■_丘2宙弘=丄=-\解得；廠"叩也也?巫* *一"I仃門&—個各向均勻發(fā)光的燈泡,其光視效能為15lm/w,發(fā)出的光通過一個距離130毫米處□徑為150毫米的聚光鏡后,照明15米遠處直徑為2.5米的圓，假設(shè)忽略聚光鏡的光能損失，如果要求照明面上的平均光照度為50勒克斯，問聚光鏡的焦距應(yīng)該為多少？燈泡的功率應(yīng)該為多少？—個6vl5w的鎢絲燈，已知光效為14lm/w，該燈與一聚光鏡聯(lián)用，燈絲中心對聚光鏡所張的孔徑角0.25若設(shè)燈絲是各向均勻發(fā)光，求1）燈泡總的光通量及進入聚光鏡的能量；2）求平均發(fā)光強度如果要求照明器要照明10米遠直徑為2米的圓面積，要求被照射處的平均照度為50勒克斯，則照明范圍內(nèi)接受的總光通量為多少流明？如果燈泡發(fā)出的投射到透鏡上的光束的立體角是0.8球面度，而通過透鏡后光束的立體角變?yōu)?.02球面度，試求燈泡的發(fā)光強度和燈泡通過透鏡后在照明區(qū)域的平均發(fā)光強度以及燈泡的功率分別是多少？（采用鎢絲充氣燈泡，其光視效能K=15流明/瓦）可視為雙余弦輻射體的一平面螺旋狀燈絲，大小為0.4CM*0.5CM,若功率為200W，發(fā)光效率為15LM/W,其光亮度為多少？沿?zé)艚z平面法線方向的發(fā)光強度為多少，沿?zé)艚z平面法線夾角為60度方向的發(fā)光強度為多大？若光源與聚光鏡聯(lián)用，所構(gòu)成的孔徑角為30度，進入聚光鏡的光通量有多少？桌面0B上方有一盞100W鎢絲充氣燈泡P,光源在各方向均勻發(fā)光，燈泡可在垂直桌面方向上下移動，問燈泡離桌面多高時，B點（0B=lm）處的光照度最大，該光照度等于多少？如圖所示的照明系統(tǒng)，在15m遠的地方照明直徑為2.5m的圓形屏，要求達到屏上達到的平均照度為50lx聚光鏡的焦距為150mm，通光直徑為150mm，假定燈泡選用鎢絲充氣燈，其光視效能K=15lm/w，求：燈泡的發(fā)光強度及燈泡通過聚光鏡后在照明范圍內(nèi)的平均發(fā)光強度；燈泡的功率和位置。15m15m在均勻照明的情況下：①二EA二劉x；rx(L25F二246!用彳I、1.25—0.075Atg(-u)= =0.07830=-4.5。tgu=tgu'-二=-0.0783一總二-0.578u=-30°“4石sin2*=4兀sin2(2.25°)=0.0195srn=4^sin2^=4^sin2(15°)=0.845對——=246 =L26x104c^~QT0.0195=292田?、僖?292田一Q「0.845如果燈泡在各方向均勻發(fā)光，則燈泡所發(fā)出的總光通量為①=4痂=4年x292=3670/m假定光視效能^=15加/W,則燈泡的功率為￡=3670=245WK15燈泡白勺位置Z= = =-130mmtgu0.57814?玻璃棒一端成半球形，其曲率半徑為2cm,將它水平浸入水中（折射率為1.33）,沿軸線方向離球面頂點8cm處的水中有一物體，求象的位置及橫向放大率，并作出光路圖。n( n n'-n 1.5 U3 I5-1J3 = — 解:sf Xr sf -S2 sf=-ISew?M133x(-18)c/?=——= =2n\ ].5k(-3)L33：x>1J-l.,332,66L33：x>1J-l.,332,66(M7=-15.65cm15?凸透鏡的焦距為10cm，凹透鏡的焦距為4cm，兩透鏡相距12cm，已知高為lcm的物體放在凸透鏡左邊20cm處，物體先經(jīng)凸透鏡成象再由凹透鏡成象，求象的位置和性質(zhì)，并作出光路圖。16凸透鏡的焦距為10cm，在它右方3倍的焦距處有一平面反射鏡。已知物在凸透鏡左方20cm處，求象的位置和性質(zhì)?！⊥哥R片置于空氣中，焦距為10厘米，實物AB正立在透鏡左方15厘米處，長為1厘米。（1）求物經(jīng)L］后成象的位置、虛實、正倒和大小。（2）今有兩個透鏡，一個為凸透鏡，一為凹透鏡，焦距均為12厘米，選用哪個透鏡，把它放在U右方什么距離處，才能使物經(jīng)U和第二透鏡后獲得為原物12倍的倒立的實象。兩個焦距分別為10cm和-5cm的薄透鏡，相距10cm，組成共軸系統(tǒng)，高為3mm的物體在第一透鏡的左方20cm處，試求物體最后的成象位置及其大小，并作出光路圖。物置于焦距為10cm的會聚透鏡前40cm處，另一個焦距為20cm的會聚透鏡位于第一透鏡后30cm處，求象的位置、大小、虛實和正倒。20?有一半徑為10cm、折射率為1.5的玻璃半球，其平面鍍鋁，在球面前10cm處有一小物點，試計算和說明成像的位置和性質(zhì)。21.高1厘米的物體放在一薄凸透鏡（焦距為10厘米）前20厘米處，在此透鏡后10厘米處放一塊曲率半徑為30

厘米的凸面反射鏡，求物體經(jīng)此系統(tǒng)最后所成的象的位置和性質(zhì)。22?凸透鏡L］和凹透鏡L2共軸放置，相距10cm，凸透鏡的象方焦距為20cm，凹透鏡的物方焦距為20cm，物體A位于凸透鏡前方30cm處。試確定物體所成的象的位置和性質(zhì)。23?凸透鏡的焦距為10cm，在它的右方12cm處有一焦距為4cm的凹透鏡，已知物在凸透鏡左方20cm處，求象的位置和性質(zhì)。24?半徑為20cm的薄壁球形金魚缸中心有一條小魚，問(1)缸外觀察者看到小魚的位置在哪里？象的性質(zhì)如何？(2)如小魚在后壁處看到的情況又如何？(n水=1.33)25?有一半徑為10cm、折射率為1.5的玻璃半球，其平面鍍鋁，在球面前10cm處有一小物點，試計算和說明成像的位置和性質(zhì)。26?凹面鏡所成的實象是實物的5倍，將鏡向物體移動靠近2cm，象仍是實象，并且是物體的7倍，求凹面鏡的焦距。三、作圖題要求用直尺、鉛筆1掌握符號規(guī)則，根據(jù)給定的參數(shù)作出光路圖,在圖中標(biāo)注各參數(shù)r=-30mm,L=100mm,u=-10°r=30mm,L=100mm,u=-10°r=-40mm,L=-100mm,u=-10°,L'=200mm2?已知系統(tǒng)的基點H、H，F(xiàn)、F，作出物AB的象。AFH HF3AFH HF3用作圖法求出物點S的象點。FH

4?已知系統(tǒng)的基點H,H,F,F，作出物點P的象點。PFH HF5?已知系統(tǒng)的主點H,H'和焦點F,",物點P與F，重合，作出P的象點。B7.B7.MNMN為光學(xué)系統(tǒng)的主軸，H、H和F、f分別是系統(tǒng)的主點和焦點，作出光線AB的出射光線。FH HF

FH HFH和H為系統(tǒng)的主點，卩和卩為系統(tǒng)的焦點，MN為共軸球面系統(tǒng)的主軸，確定出軸上物點P的像。9?利用色品圖求M點的主波長、610nm補色波長及550nm與490nm按2：1混合后的顏色。四單項選擇題玻璃中的氣泡看上去特別明亮，是由于A,光的折射； B,光的反射； C,光的全反射； D,光的散射通過一個厚玻璃觀察一個發(fā)光點，看到發(fā)光點的位置A，移近了； B，移遠了； C，不變；D，不能確定凸球面鏡對實物成象的性質(zhì)A,實象都是倒立放大的； B,虛象都是正立縮小的； C,實象都是倒立放大的;D，虛象都是正立放大的4．物象共軛點相對于透鏡的位置有一種規(guī)律A,物、象點必在透鏡的同側(cè)； B,物象點必在透鏡的異側(cè)；C,物象分別在F,F，的同側(cè)；D,物象點分別在F,F，的異側(cè)5?在焦距為f的透鏡光軸上，物點從3f移到2f處，在移動的過程中，物象點之間的距離A,先減小后增大；B,先增大后減小； C,由小到大；D,由大到小6．凹球面鏡對實物成象的性質(zhì)之一為A,實象都是正立縮小的；B,虛象都是正立放大的； C,實象都是倒立縮小的；D,虛象都是倒立放大的7?實物從離凸透鏡3f處沿光軸移動到離透鏡1.5f處的過程中，象性質(zhì)的變化規(guī)律之一是A,象先正立，后倒立； B,象先倒立，后正立； C.象始終正立； D,象始終倒立8?空氣中，平行光從平面入射到半徑為3cm、折射率為1.5的玻璃半球，其象方焦點距離球面頂點為A,2cm；B,4cm；C,6cm；D,8cm已知薄透鏡的橫向放大率=2和象方焦距f=2cm，則象的位置x為A,4cm； B,-4cm；C,8cm； D,0.5cm。10?放置于焦距為20cm的發(fā)散透鏡左側(cè)80cm處的物體的象在A,透鏡右側(cè)16cm;B,透鏡左側(cè)16cm處；C,透鏡右側(cè)26.7cm; D,透鏡左側(cè)26.7cm處11?雙凸透鏡的兩曲率半徑均為10cm，折射率為1.5,若將薄透鏡置于水中（1=1.33）,薄透鏡的光心到鏡心之間的距離等于A，0；B，1cm；C，2cm；D，3cm。12?光線從左向右射到透鏡上，s為物距，S為象距，下列哪種情況屬于虛物成實象A，s<0,S<0； B，s>0,S>0； C，s>0,S<0； D，s<0,S>013?曲率半徑為10cm的凸球面鏡，用s表示物距，能產(chǎn)生實象的虛物位置范圍為A，s>10cm； B，0<s<10cm；C，s>5cm； D，0<s<5cm空氣中，玻璃三棱鏡ABC的頂角為30°，光線垂直于AB面入射，由AC面射出，偏向角也為30°，則棱鏡的折射率為A,T2;B,丫2/2; C,爲(wèi)；D,占/3—發(fā)光點位于凹球面鏡前40cm處,鏡面曲率半徑為16cm，則象距為A，-10cm； B，-20cm； C，-30cm； D，-40cm—雙凹透鏡折射率為n,置于折射率為1的介質(zhì)中,則下列說法正確的是A,若n〉n，透鏡是發(fā)散的； B,若n〉n，透鏡是會聚的； C,若n〉n,透鏡是發(fā)散的； D,雙凹薄透鏡是發(fā)散的，與周圍介質(zhì)無關(guān)17?當(dāng)光線從折射率為亠的光密媒質(zhì)射向折射率為n2的光疏媒質(zhì)時，發(fā)生全反射的臨界角為nnnnarcsi?2arcsimarctg~2_arctg^A, n1；B, n；B, 2；C, n；C, 1；D, n218．平面鏡成象的橫向放大率為A,+1；B,-1；C,0； D,819?半徑為r的球面鏡，置于折射率為n的介質(zhì)中，該光學(xué)系統(tǒng)的焦距為A，2r； B，r/2；C，nr；D，r/2n20?半徑為R,折射率為1.5的玻璃半球，球面向右，光線從左方入射，其象方焦點距球面頂點的距離為A,0.5R；B,R；C,1.5R；D,2R21?薄透鏡的橫向放大率為A，f/x；B，x/f；C，-f/；xD，-x/f22?將折射率為片=1.50的有機玻璃浸沒在油中，油的折射率為n2=1.1Q試向臨界角為1.101.10arcsin arccosA， 1.50；B， 1.50； C，1.10/1.5；0 D，1.50/1.1023.—個發(fā)光體與屏幕相距為D,將發(fā)光體聚焦于屏上的透鏡的最大焦距為A，2D；B，D；C，D/2； D，D/424?當(dāng)一薄透鏡浸沒在水中（n=1.33）,此透鏡（n=1.50）的焦距f如何變化？A,不變；B,增加為1.33倍； C,增加為1.5倍； D,增加為3.91倍直徑為8cm的長玻璃棒，末端是半徑為4cm的半球，玻璃的折射率為1.5Q如果將物體放在棒軸上距末端16cm處，則象的位置為A,12cmB,24cmC,-12cm D,8由凸面鏡所成的象，相對于物通常是A,倒立虛象；B,縮小的正象； C,倒立實象； D,放大的虛象27..—物體放在焦距為8cm的薄凸透鏡前12cm處，現(xiàn)將另一焦距為6cm的薄凸透鏡放在第一透鏡右側(cè)30cm處,則最后象的性質(zhì)為A,—個倒立的實象； B,—個放大的實象； C,成象于無窮遠處； D,—個縮小的實象28灰色物體對白光中的紅、綠、藍三色光作 的吸收和反射。（D）A.不等比例B