第三章 - - 几何光学的基本原理 - 图文(3)

2019-08-30 17:54

19.图(a)、(b)所示的MM?分别为一薄透镜的主光轴,S为光源,S?为像。用作图法求透镜中心和透镜焦点的位置。 解:

20.比累对切透镜是把一块凸透镜沿直径方向剖开成两半组成,两半块透镜垂直光轴拉开一点距离,用挡光的光阑K挡住其间的空隙(如图所示),这时可在屏上观察到干涉条纹。已知点光源P与透镜相距300cm,透镜的焦距f??50cm,两半透镜拉开的距

cm。用波长为632.8nm的氦氖激光作为光源,离t?1mm,光屏与透镜相距l?450求干涉条纹的间距。

cm,f??50cm,t?1mm,l?450cm,??632.8nm 已知:s??300求:?y??

解:如图所示,根据光路图可得单色点光源通过透镜后成实像于P1、P2点,则干涉现象等效于由两个新光源P。 1、P2产生的“双缝干涉”根据双缝干涉的条纹间距公式: ?y?r0? d 11

其中r0为光源到屏的距离,即P1P2到屏的距离,d为P1、P2之间的距离。 而光源P经透镜所成像的位置为: s??111?sf??111??30050?60cm

?即P1P2到O点的距离。所以 r0?l?s?450?60?390cm

3601mmP1P2PP??又因为 300cm?300?60?cm ,所以 12300?1?1.2mm?d

?y?r0390?7???632.8?10?0.206cm?2.06mm d1.2?10?121.把焦距为10cm的会聚透镜的中央部分C切去,C的宽度为1cm,把余下的两部分粘起来(如图所示)。如在其对称轴上距透镜5cm处置一点光源,试求像的位置。 已知:f??10cm,y?0.5cm,s??5cm 求:s??? 解:

如图(b)所示,该情况可以看作两个分别被截去一部分的透镜LA和LB构成。但是,对于透镜LA,其光心下移到OA处,而主光轴下移到OAFA;对于透镜LB,其光心上移到OB处,而主光轴上移到OBFB。

由题设条件可知,光源P在LA的左方OAFA主光轴的上方成一虚像PA;在LB的

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左方OBFB光轴的下方成一虚像PB;因焦距和物距没有变化,故虚像PA、PB的像距均

sf??5?10?s????10cm 为 ?f?s10?524.显微镜由焦距为1cm的物镜和焦距为3cm的目镜组成,物镜与目镜之间的距离为20cm,问物体放在何处时才能使最后的像成在距离眼睛25cm处?作出光路图。 已知:f1??1cm,f2??3cm,O1O2?20cm,s?2??25cm 求:s1?? 作出光路图。

111??解:根据 s?sf?

s?2?111?s2f2??111??253??75cm<28得

f2??3cm

??O1O2?s2?20?所以 s175485?cm 2828

s1?111??f1?s1?1485????1.06cm 281457?4851即物体放在物镜左侧距离1.06cm处。

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25.图中L为薄透镜,水平横线MM?为主轴。ABC为已知的一条穿过这个透镜的光线的路径,用作图法求出任一条光线DE穿过透镜后的路径。

26.图中MM?是一厚透镜的主轴,H、H?是透镜的主平面,S1是点光源,S1?是

?的位置。 点光源的像。试用作图法求任一物点S2的像S2

路图

27.双凸薄透镜的折射率为1.5,r1?10cm,r2?15cm,r2的一面镀银,物点P在透镜前主轴上20cm处,求最后像的位置并作出光路图。 已知:n?1.0,n??1.5,r1?10cm,r2?15cm,s1??20cm 求:s??? 作出光路图

解:此题物点P经过三次成像。题中距离的起点均从光心O点算起。

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第一次成像:物点经过薄透镜左侧凸面镜折射成像。

1.511.5?1n?nn??n????? 由 s?s??2010 , r ,得 s1??? s1第二次成像:无穷远处的物经薄透镜右侧的凹面反射成像。

112112???? 由 s?sr , 得 s???15 ?2s?2??7.5cm

第三次成像:第二次所成的像经薄透镜左侧凹面镜折射成像。

1.01.51?1.5n?nn??n??由 s??s?r ,得 s??7.5 , ?103???4cm s3即最后成像于薄透镜左侧4cm处。

28.实物与光屏间的距离为l,在中间某一位置放一个凸透镜,可使实物的像清晰地投于屏上。将透镜移过距离d之后,屏上又出现一个清晰的像。(1)试计算两个像的大小之比;(2)证明透镜的焦距为?l2?d2?/4l;(3)证明l不能小于透镜焦距的4倍。

??l,?s2?s?已知:?s1?s12?l,d

?y1l2?d2求:(1)y??? (2)求证 f?? ;(3)l4l2?4f?

解:(1)如图所示,物体AB与屏之间 距离l保持不变;透镜放在O处时成清晰像,放在O?处时也成清晰的像。

111??根据 s?sf? ,

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