游璞于国萍光学课后习题.ppt

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1、游璞、于国萍编著《光学》课后习题1.2a50cm激光器AOi1qi1i2q5cmBi2解：从图中可以看出：i2=i1+qi2+q=i1+a∴a=2q又a=5.71o∴q=2.86o用途：平面镜微小的角度改变，转化为屏幕上可测量的长度改变。力学中钢丝杨氏模量的测量、液体表面张力的测量等。第一章习题dai1i2解：从图中可知：d=i2-i1nsini1=sini2i1=a∴d=i2-ansina=sin(d+a)由于a和d很小，因而上式可写为：na=d+a即：d=(n-1)a1.6答：物方焦距为负，像方焦距为正时，单个折射球面起会聚作用；物方

2、焦距为正，像方焦距为负时，单个折射球面起发散作用。(a)图中r为正值，当起会聚作用当起发散作用(b)图中r为负值，当起会聚作用当起发散作用1.71.8解：设球体的半径为ｒ，则左方折射球面的像方焦距Ｏ1F1’又：所以1.9解：（1）小物经第一个球面折射成像p1=－20cm，r1=5cm，n1’=1.5，n1=1(2)再经第二个球面折射成像r2=－10cm，n2’=1，n2=1.5答：（1）小物经玻璃棒成像在玻璃棒内距第二个折射球面顶点40厘米处。（2）整个玻璃棒的垂轴放大率为－3。（1）位于空气中时,n=1,n0=1.5,r1=50mm,r

3、2=-50mm即（2）位于水中时,n=1.33,n0=1.5,r1=50mm,r2=-50mm即1.13解:1.14解：由题意知贴加上薄透镜L2后，为两次成像，像的位置在距两透镜20cm处的底片上。（1）第一次成像，p1=－15cm，f1=－12cm，f1’=12cm,跟据高斯公式L1PQ15cm20cm得：p1’=60cm（2）第二次成像，p2=60cm，f2=－f2’，p2’=20cm跟据高斯公式得：f2=－f2’=－30cm需要贴一个焦距为30cm的凸透镜。1.16解:此题为利用透镜成像测发散透镜焦距的一种方法,题中L1是此方法中的

4、辅助透镜.根据题意,无L2时所成的实像正是L2引入后的虚物,因此对L2来说:跟据高斯公式f=－f’得：第二章习题2.1答:x/v是光矢量的偏振状态从原点传播到p点的时间。ωx/v是p点光矢量的相位相对原点相位的延迟。2.2答：由题意（1）ω=2p×1014Hz，所以n=1014Hz。原点的初相位：（2）波的传播方向沿z轴；电场强度矢量沿y轴方向；（3）磁场强度同时垂直于光传播方向和电场强度矢量并且：非铁磁介质2.3解：（1）（2）（3）2.27解：当Ex=Ey时，为左旋圆偏振光；当Ex≠Ey时，为左旋椭圆偏振光。2.28解：（1）设坐标

5、原点处的初相位为0AxyEEyExAyAx45o（2）xyAyEEyExAxA120o（3）（4）xyEEyAyAxEx2.29答：左旋圆偏振光（2）（1）二四象限线偏振光，光矢量与x轴成135o（3）一三象限线偏振光，光矢量与x轴成45o（4）椭圆偏振光，右旋第三章3.2解：当光线垂直入射时，i1=i2=0，光强反射率为由于入射光为自然光，E1p=E1s，正入射时，反射光是自然光，E’1p=E’1s3.4解:（1）不加树脂胶时，两个透镜之间有空气，所以当自然光正入射时，在第一个透镜与空气的分界面I上，在第二个透镜与空气的分界面II上，（

6、2）设总反射能流为W，在凸透镜与空气分界面上的反射能流为W1，在凹透镜与空气分界面上的反射能流为W2，入射到凸透镜与空气分界面上光的能流为W0W0W1W2III（3）以树脂胶合两透镜后，（4）用树脂胶合两透镜能减少反射损失，所以能增强像面的亮度和对比度。3.12解：（1）入射光是线偏振光，光矢量与入射面平行（只有p分量）（2）入射光以布儒斯特角入射，（3）透射光的折射角:3.13解：入射光（左旋圆偏振光）光矢量为由已知条件：n1=1,n2=1.5,i1=30o。根据折射定律由菲涅尔定律：所以反射光的光矢量：反射光是右旋椭圆偏振光3.14解

7、：由朗伯定律得：3.16解：由朗伯定律得：3.17解：（1）由题意：（2）（3）3.19答：散射光强与波长的四次方成反比，所以与黄绿光相比，红光的散射光强度小，透射光强度大。3.20解：散射光强与波长的四次方成反比，它们的强度比是：第四章4.3解：干涉亮纹的宽度：（1）两种波长干涉条纹宽度分别为：（2）干涉亮纹的位置：第二级亮纹：4.4解:(1)零级条纹满足：Lr1r2所以条纹向上方移动。(2)光程差的改变造成了干涉条纹数目的移动求得(2)4.11解:(1)干涉条纹间距：Pq’r1r21mmRDASOO’qS向下移动⊿y，干涉零级条纹向上

8、移动⊿y’.二者与R和D相比很小，所以图中的4.13解:共看到10条亮纹，即有N=11条暗纹，则薄片两端厚度差为：4.16解:设h-h’=⊿h当平板玻璃换成平凹透镜时，半径r处光线光程改变了2