工程光學(xué)習(xí)題答案附試題樣本

1、第一章習(xí)題第一章習(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(shí)，v=2.25ms當(dāng)光在冕牌玻璃中，n=1.51時(shí)，v=1.99ms當(dāng)光在火石玻璃中，n＝1.65時(shí)，v=1.82ms，當(dāng)光在加拿大樹膠中，n=1.526時(shí)，v=1.97ms，當(dāng)光在金剛石中，n=2.41

2、7時(shí)，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(diǎn)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(shí)滿足入射角度大于或等于全反射臨界角時(shí)均會(huì)發(fā)生全反射，而這里正是由于這個(gè)原因?qū)е略诓ＡО迳戏娇床坏浇饘倨?。而全反射臨界角求取方法為：(1)其中n2=1n1=1.5同時(shí)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(jì)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(shí)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：....（3）光線經(jīng)過第一面折射：虛像第二面鍍膜，則：得到：（4）再經(jīng)過第一面折射物像相反為虛像。6、一直徑為400mm，折射率為1.5的玻璃球中有兩個(gè)小氣泡，一個(gè)位于球心，另一個(gè)