在球心,另一个从最近的方向看去,好像在表面与球心连线的中点。求两气泡的实际位置。
已知:n??1.0,n?1.53,r?求:两气泡的实际位置。
20?10cm 2?处。 解:根据题意,可以设两个气泡A1、A2分别置于球心C点和A2观察者在球外观察到的是两气泡经玻璃球折
?,如图所示。 射所成的像A1?和A2对于A1气泡:由于它位于球心,而从球心C发出 的光射到球面时,其折射线不改变方向,因此,
A1的像A1?仍在A1点处。(也可以用折射成像公
式验证)
2??对于另一气泡A2:假设 s?r??5cm 2n?nn??n11.531?1.53???则根据 s?s得 ?5?s??10 ,r ,2s2??6.047cm为实物,
即气泡A2在离中心CO?A2O?10?6.047?3.953cm处。
13.直径为1m的球形鱼缸的中心处有一条小鱼,若玻璃缸壁的影响可忽略不计,求缸外观察者所看到的小鱼的表观位置和横向放大率。 已知:r?1?0.5m?50cm,n??1.0,s??r 2求:s???,???
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n?nn??n解:根据 s??s? ?r 得 s??n?1.0???r
nn??nn1?n??s?r?rr即缸外观察者所看到的小鱼仍在球心处。 横向放大率为: ??s?n??n?n水?1.33 sn?14.玻璃棒一端成半球形,其曲率半径为2cm。若将它水平地浸入折射率为1.33的水中,沿着棒的轴线离球面顶点8cm处的水中有一物体,利用计算和作图法求像的位置及横向放大率,并作光路图。
已知:n??1.5,n?1.33,s??8cm,r?2cm 求:s???,??? 作光路图
n?nn??n解:根据 s??s?r 得 s??n?1.5???18.52cm
nn??n1.331.5?1.33??sr?82s?n?18.521.33而 ??s?n???8?1.5?2.05?2
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算得 f??1.331.5?2??15.65cm ,f???2?17.65cm
1.5?1.331.5?1.3315.有两块玻璃透镜的两表面均各为凸球面及凹球面,其曲率半径为10cm。一物点在主轴上距镜20cm处,若物和镜均浸在水中,分别用作图法和计算法求像点位置。设玻璃的折射率为1.5,水的折射率为1.33。
已知:由题意可知,两块玻璃透镜一块为凸透镜,一块为凹透镜,并且 s??20cm,n?1.33,n??1.5,r?10cm 求:s???
解:(1)对凸薄透镜:f??nn??n?1.33?39.12cm r?n?n?1.5?1.331.33?1.5r?1210?10 所以由 1s??1s?1f?,得 s??11?11??40.8cm
s?1f??20?139.12n1.33(2)对凹薄透镜:f??n??nn?n??1.5?1.331.33?1.5??39.12cm r?r?12?1010 s??111?11??13.25cm
s?f??20?1?39.12
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16.一凸透镜在空气中的焦距为40cm,在水中时焦距为136.8cm,问此透镜的折射率为多少(水的折射率为1.33)?若将此透镜置于CS2中(CS2的折射率为1.62),其焦距又为多少?
已知:f1??40cm,n?1.0,
f2??136.8cm ,n?1.33
求:(1)n???(2)若n?1.62,则 f3??? 解:根据
n??f n??nn?n? ,设 r1?r2?r
?r1r211.33??f??40f?则有: 1n??11?n? ,2n??1.331.33?n??136.8
??r?rr?r解得:
n??1.54 , r?43.2cm
1.621.62?43.2???437.4cm??4.374m 1.54?1.621.62?1.542??1.54?1.62??r?r(2)
f3??这时该透镜具有发散作用。
17.两片极薄的表玻璃,曲率半径分别为20cm和25cm。将两片的边缘粘起来,形成内含空气的双凸透镜,把它置于水中,求其焦距为多少? 已知:r1?20cm,r2??25cm,n?1.33,n??1.0 求:f???
n??f解:根据 n??nn?n?
?r1r2 9
得
f??1.33??44.8cm ,可见,该透镜为发散透镜。 1?1.331.33?1?20?2518.会聚透镜和发散透镜的焦距都是10cm,求(1)与主轴成30?的一束平行光入射到每个透镜上,像点在何处?(2)在每个透镜左方的焦平面上里主轴1cm处各置一发光点,成像在何处?作出光路图。 已知:f1??10cm,f2???10cm 求:(1)以??30?角方向入射,s???
(2)s??10cm,y?1cm时 ,s???
解:(1)如图所示
(2)根据 1s??1s?1f?
可知,当物点位于凸透镜的焦平面上时,其成像于无穷远处。 而对于凹透镜,则成像于如图所示的位置: 且 s??11?11??5cm
s?1f??10?1?10 y??s??5sy??10?1?0.5cm
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