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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(guò)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(wèn)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:n0sinI1=n2sinI2(1)東北石油大學(xué)測(cè)控09級(jí)工程光學(xué)期末復(fù)習(xí)資料第3頁(yè)共28頁(yè)第二面鍍膜,則:得到:(4)再經(jīng)過(guò)第一面折射物像相反為虛像。6、一直徑為400mm,折射
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