工程光學(xué)課后答案第二版郁道銀

1、1工程光學(xué)第一章習(xí)題1、已知真空中的光速c＝3ms，求光在水（n=1.333）、冕牌玻璃（n=1.51）、火石玻璃（n=1.65）、加拿大樹膠（n=1.526）、金剛石（n=2.417）等介質(zhì)中的光速。解：則當(dāng)光在水中，n=1.333時，v=2.25ms當(dāng)光在冕牌玻璃中，n=1.51時，v=1.99ms當(dāng)光在火石玻璃中，n＝1.65時，v=1.82ms，當(dāng)光在加拿大樹膠中，n=1.526時，v=1.97ms，當(dāng)光在金剛石中，n=2.41

2、7時，v=1.24ms。2、一物體經(jīng)針孔相機(jī)在屏上成一60mm大小的像，若將屏拉遠(yuǎn)50mm，則像的大小變?yōu)?0mm求屏到針孔的初始距離。解：在同種均勻介質(zhì)空間中光線直線傳播，如果選定經(jīng)過節(jié)點的光線則方向不變，令屏到針孔的初始距離為x，則可以根據(jù)三角形相似得出：所以x=300mm即屏到針孔的初始距離為300mm。3、一厚度為200mm的平行平板玻璃（設(shè)n=1.5），下面放一直徑為1mm的金屬片。若在玻璃板上蓋一圓形紙片，要求在玻璃板上方任

3、何方向上都看不到該金屬片，問紙片最小直徑應(yīng)為多少？解：令紙片最小半徑為x則根據(jù)全反射原理，光束由玻璃射向空氣中時滿足入射角度大于或等于全反射臨界角時均會發(fā)生全反射，而這里正是由于這個原因?qū)е略诓ＡО迳戏娇床坏浇饘倨６瓷渑R界角求取方法為：(1)其中n2=1n1=1.5同時根據(jù)幾何關(guān)系，利用平板厚度和紙片以及金屬片的半徑得到全反射臨界角的計算方法為：(2)聯(lián)立（1）式和（2）式可以求出紙片最小直徑x=179.385mm，所以紙片最小直

4、徑為358.77mm。4、光纖芯的折射率為n1、包層的折射率為n2光纖所在介質(zhì)的折射率為n0，求光纖的數(shù)值孔徑（即n0sinI1其中I1為光在光纖內(nèi)能以全反射方式傳播時在入射端面的最大入射角）。解：位于光纖入射端面，滿足由空氣入射到光纖芯中，應(yīng)用折射定律則有：n0sinI1=n2sinI2(1)而當(dāng)光束由光纖芯入射到包層的時候滿足全反射，使得光束可以在光纖內(nèi)傳播，則有：3（4）再經(jīng)過第一面折射物像相反為虛像。6、一直徑為400mm，折射

5、率為1.5的玻璃球中有兩個小氣泡，一個位于球心，另一個位于1／2半徑處。沿兩氣泡連線方向在球兩邊觀察，問看到的氣泡在何處？如果在水中觀察，看到的氣泡又在何處？解：設(shè)一個氣泡在中心處，另一個在第二面和中心之間。（1）從第一面向第二面看（2）從第二面向第一面看（3）在水中7、有一平凸透鏡r1=100mmr2=d=300mmn=1.5當(dāng)物體在時，求高斯像的位置l’。在第二面上刻一十字絲，問其通過球面的共軛像在何處？當(dāng)入射高度h=10mm，實際