光學(xué)習(xí)題及提示1

1、光學(xué)習(xí)題及提示光學(xué)習(xí)題及提示（西北工（西北工業(yè)大學(xué)理學(xué)院大學(xué)理學(xué)院趙建林）建林）第1章光波、光線與光子光波、光線與光子11已知光在真空中的速度為2.998108ms，試求光在下列各種介質(zhì)中的速度：水（n=1.333），冕玻璃（n=1.50），重火石玻璃（n=1.65），加拿大樹膠（n=1.526）。提示：提示：根據(jù)介質(zhì)中光速的定義。12試用作圖法證明，一個人若想要通過平面鏡看到自己的全身，則平面鏡的高度至少要等于人的身高之半。提示：提示

2、：腳底發(fā)出的光線必須經(jīng)過平面鏡上高度幾乎與人的半身高相等的點的反射，才能到人的眼睛。13將兩個平面鏡的一邊相接構(gòu)成一個基本上在一個平面的反射鏡，一個人在離鏡7.2m處向鏡觀看，他看到自己的臉有兩個像并且相接，若人臉寬為20cm，試求兩平面鏡之間的夾角。提示：提示：（1）成雙像的原因是兩平面鏡有夾角，兩像錯開的距離反映了該夾角的大小，像的轉(zhuǎn)角等于平面鏡法線轉(zhuǎn)角的2倍。14在平面鏡前1m處有一小發(fā)光點，問當(dāng)平面鏡轉(zhuǎn)動多大角時，成像光斑移動5

3、cm？這有什么用途？提示：提示：（1）同上題；（2）參考物理實驗中彈性模量測量實驗。15有一個玻璃球，折射率為3，今有一光線射到球表面，若入射角為60，試證此時反射光線與折射光線間的夾角為90。提示：提示：折射定律。16證明：當(dāng)一條光線傾斜穿過平行平面玻璃板時，出射光線方向不變，但產(chǎn)生側(cè)向平移。當(dāng)入射角??很小時，光線的側(cè)向位移為：tinnx1??式中n為玻璃的折射率，t為其厚度。提示：提示：利用傍軸條件下的折射定律：i=ni。17如圖

4、所示為一種激光液位儀。當(dāng)液面升降時，反射光斑移動，為不同部位的光電以相同的入射角從液體中射向液面，并且綠光在液面上的入射角等于臨界角，問此時會看到什么現(xiàn)象？提示：提示：滿足全反射條件的色光不會穿過液體表面；以全反射臨界角入射的色光沿液面折射；不滿組全反射條件的色光，發(fā)生部分透射。113令一束自然光穿過四組玻片堆，每組玻片堆的透振方向相對于前面一組沿順時針方向轉(zhuǎn)過30角。試問入射光中有多大一部分透過了這組玻片堆？提示：提示：利用玻片對的透

5、光特性和馬呂斯定律。114將一玻片堆插入一對透振方向正交的玻片堆之間，令其透振方向與后兩者偏轉(zhuǎn)45，問當(dāng)自然光經(jīng)過它們時，強度減為原來的百分之幾？提示：提示：同上題，利用玻片對的透光特性和馬呂斯定律。115如圖所示為一只半導(dǎo)體砷化鎵發(fā)光管，管芯AB為發(fā)光區(qū)，其直徑d≈3mm。為了避免全反射，發(fā)光管上部研磨成半球形，以使內(nèi)部發(fā)的光能夠以最大的透視率向外輸送。如果要使發(fā)光區(qū)邊緣兩點A和B發(fā)出的光不致全反射，半球的半徑至少應(yīng)取多少？已知砷化鉀

6、的折射率為3.4（對發(fā)射的900nm波長）。提示：提示：由于A、B兩點偏離球心，其發(fā)出的某些方向的光線在球面上的入射角可能會大于臨界角而發(fā)生全反射。因此，半球的半徑選取原則是要保證A、B兩點發(fā)出的光線在球面上的最大入射角應(yīng)小于臨界角。116一束光由水中射在玻璃表面上，當(dāng)入射角為50.82時，反射光全偏振，求玻璃的折射率（已知水的折射率為43）。提示：提示：利用布儒斯特定律。117平面偏振光以布儒斯特角從空氣入射到玻璃（n=1.560）的