大學(xué)物理第20章

《大學(xué)物理》參考答案第20章幾何光學(xué)20-1將一物置于長(zhǎng)柱形玻璃的凸球面前25cm處，設(shè)這個(gè)凸球面曲率半徑為5cm，玻璃的折射率n＝1.5，玻璃前的媒質(zhì)是空氣，(1)像的位置，是實(shí)像還是虛像？(2)該折射面的焦距.解：(1)像距u＝25cm,實(shí)像(2)物方焦距,f1=10cm像方焦距,f2=15cmP1P220-2有一厚為3cm，折射率為1.5的共軸折射系統(tǒng)，其第一折射面是半徑為2cm的球面，第二折射面是平面，若在該共軸折射系統(tǒng)前面相對(duì)第一折射面P1P2解：折射面球面P1n1＝1，n2＝1.5，u1＝8cm，r＝,1=12cm折射面平面P2n1＝1.5，n2＝1，r＝u2=-(12-3)=-9cm(虛物),2=6cm20-3一個(gè)雙凸透鏡，放在空氣中，兩面的曲率半徑分別為15cm和30cm，玻璃折射率為1.5，物距為100cm，求像的位置和大小解：設(shè)透鏡的厚度忽略不計(jì),=25cm.放大率=0.25=20cm20-4一對(duì)稱的雙凸透鏡折射率為1.5，它在空氣中的焦距為12cm，其曲率半徑為多大？另一雙凸薄透鏡置于下列介質(zhì)中，其左邊為折射率n1＝eq\f(4,3)的水，右邊為空氣，且右側(cè)球面的半徑與上一透鏡的相同，如果保持焦距為12cm，求和水接觸的球面曲率半徑多大？解：(1)設(shè)透鏡的厚度忽略不計(jì)=12cmr=12(2)對(duì)左邊球面對(duì)右邊球面兩式相加后得焦距f:u＝∞，u＝f,r1=4.20-5一折射率為1.5的月牙形薄透鏡，凸面的曲率半徑為15cm，凹面的曲率半徑為30cm.如果平行光束沿光軸對(duì)著凹面入射，(1)折射光線的相交點(diǎn)；(2)如果將此透鏡放在水中，折射光線的交點(diǎn)在何處？解：(1)設(shè)透鏡的厚度忽略不計(jì)P1PP1P2=20-16一光學(xué)系統(tǒng)由一焦距為5cm的凸透鏡L1和焦距為10cm的凹透鏡L2組成，L2在L1右方5cm處.在L1左方10cm處置一小物解：L1L22,L1L22u2=-(10-5)=-5cm=10cm=-220-17簡(jiǎn)單放大鏡的焦距為10cm，求(1)欲在明視距離處觀察到像，物體應(yīng)放在放大鏡前面的多遠(yuǎn)處？(2)若此物體高1mm，則放入后的像高為多少解：(1),=16.67cm(2)=1.5像高h(yuǎn)=1×1.5=1.5mm20-18眼睛的構(gòu)造可簡(jiǎn)化為一折射球面，其曲率半徑為5.55mm，內(nèi)部平均折射率為4/3，試計(jì)算其焦距；若月球在眼睛節(jié)點(diǎn)所張的角度1°，試問(wèn)視網(wǎng)膜上的月球的像有多大？解：(1)=8.325mm(2)直徑d=4Rtgi2≈4Rsini2=3Rsin0.50d=0.145mm20-19顯微鏡物鏡的焦距為2cm，在薄凸透鏡L1后面10cm處有一焦距為5cm的薄凸透鏡(目鏡)L2，試確定距物鏡為3解：,=6cmu2=10-6=4cm,=-20cm物鏡線放大率:=2角放大率:=-10yyy/y//20-20—臺(tái)顯微鏡，已知其數(shù)值孔徑為N.A.＝1.32，物鏡焦距為1.91mm，目鏡焦距為50mm，求：(1)最小分辨距離(取光波長(zhǎng)為550nm)；(2)有