3-1-6置于空气中的光学系统,并且H、F、F’己知,FH=3,物高为1,如图示用作图法求出H’及成象光路图。 3-1-7用作图法作出组合系统的H、H’,F、F’。如图所示 3-1-8用作图法作出组合系统的H、H’,F、F’。如图所示 4-1-1在洛埃镜实验中,λ=5000埃的缝光源S在反射镜左方40cm,与镜面垂直距离为1mm,镜长40cm,在镜右方40cm处垂直放置观察屏。(1)求干涉条纹间距;(2)总共能观察到多少明条纹?(如图3-1所示) 4-1-2用单色光照射的牛顿环实验中,测得第二个第三个环间距离为1mm,求第九和第十个牛顿环之间的距离,若把整个装置放入水中,这个距离变为多少? 4-1-3在半导体生产中需要测量硅(Si)片上二氧化硅(SiO2)薄膜的厚度,为此将二氧化硅磨成劈状,如图3-3所示,用λ=6330埃的光垂直照射,观察到整个斜面上有十条亮纹和九条暗纹,求二氧化硅薄膜的厚度。(己知二氧化硅的折射率为1.5,硅的折射率为3.4) 4-1-4在折射率为1.5的玻璃上,镀上n=1.35的透明介质,光波垂直照射,观察反射光的干涉,发现对λ=6000埃的光波,干涉相消,对λ=7000埃的光波,干涉相长,求介质膜的最小厚度。 4-1-5(1)用λλ11=60002A和λ2=4500A的两种波长的光观察牛顿环,用200的j级暗纹与λ的第j+1级暗纹重合,求用λ时第3级暗环的直径。1设透镜的曲率半径为90cm。(2)在观察牛顿环实验中,用λ=5000A0的第六亮环与用λ2的第七亮环重合,求波长λ2=? 4-1-6用绿的单色光(λ=5000埃)照射肥皂膜,若沿与肥皂膜平面成
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300 角方向观察,看到膜最亮,设此时干涉级为0,已知肥皂水的折射率为1.33,求(1)此膜的厚度,(2)当垂直注视时,应改用怎样波长的光照射,才能看到膜最亮? 4-1-7(1)如图,尖劈形薄膜,右端厚度h=0.005cm,折射率n=1.5,波长为7070A的光以30的入射角入射到劈的上表面,求在这个面上产生的干涉条纹数目。若以两玻璃片形成的空气膜代替,则产生多少条纹?(2)对于两块玻璃片形成的空气尖劈,当视线与玻璃片平面正交时看到单色光的干涉条纹宽度为0.03cm,若两片玻璃间是水,则条纹宽度为多少?(水的折射率为4/3) 4-1-8如图,杨氏实验中,己知d?S1S2?0.2mm,r0?OP?200mm,若第十级''明纹P试求(1)10离P0为y10?P10P0?6mm。00入射光波波长λ=?(2)干涉条纹间距?y??(3)当在S1的出口处加一块厚度为t?0.06mm,折射率为n=1.5的玻璃'片时,P(4)问在10的移动方向和数值。离P0点0.075mm处的P点的光强与P0点光强之比为多少? 4-2-1在夫朗和费单缝衍射实验中,缝宽为0.1mm ,缝后放一焦距为50cm的透镜,用绿光(λ=5490埃)垂直照射,求中央明纹的角宽度和线宽度,放入水中时中央明纹的线宽度又是多少? 4-2-2用直经为2.16m的望远镜观察星体,理论上能分辨开的星体的最小角距离为多少?(λ=5500埃) 4-2-3波长范围为4000~8000埃的平行白光垂直照射光栅,在光栅光谱中第二级白光光谱的哪一段被其它光谱重叠?与它重叠的是哪一级光谱的什么范围内的光谱? 4-2-4宽度为4.2cm的光栅,若它所产生的第一级光谱分辨本领为6×104 (1)求该光栅的光栅常数d=?(2)若要分辨开6000埃和6000.04 ,埃两谱线,问至少应观察第几级光谱? 4-2-5菲涅尔圆孔衍射中,??2mm,R?2.0m,??5000A,当接收屏在很远处沿轴线向衍射屏靠近时,求:(1)出现前三次中央亮斑的位置,(2)出现前三次中央暗斑的位置。 4-2-6一菲涅尔波带片,它各环的半径为?k?0.1kcm,k?1,2,??。 当λ=5×10-5cm时,试计算主焦点的位置,若使主焦距f?50cm,问应将波带片缩小多少? 4-2-7光通过0.2mm的狭缝后,投射到与缝相距300cm的照相底板上,所得第一级小值与第二极小值之间的距离为0.885cm,试求:(1)光
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'0的波长;(2)若改用波长为4nm的软X光作实验,则上述两极小值之间的距离为多少? 4-2-8光正入射在一光栅上,在衍射角为30的方向上观察到6000A的00第二级主极大,若能在该处分辨???0.05A的两光谱线,可是在30的00衍射方向上难以观察到4000A的主极大,试求:(1)光栅常数d;(2)光栅总宽度L;(3)光栅上的狭缝宽度b;(4)若以此光栅观察钠0(??5900A)光谱,求正入射和以30角入射时屏上呈现的全部干涉00条纹级数。 4-3-1在焦距为30cm的凸透镜L前15cm处放一物,在透镜后15cm处放一平面镜M,M垂直于主光轴,试求象的位置、虚实及横向放大率,并作光路图。 4-3-2一束平行光垂直照射到一平凸透镜平面上,会聚于透镜后48cm处,若此凸透镜凸面镀铝,则平行光会聚于透镜前8cm处,求透镜的折射率和凸面的曲率半经。 4-3-3显微镜物镜焦距为0.5cm,目镜焦距为2.5cm,镜筒长为16cm,求视角放大率。 4-3-4实物与光屏距离为L,在中间某一位置放一凸透镜可使实物的像清晰投在屏上,将透镜移过距离d后又出现一个清晰的像,证明: 2 (1)透镜焦距为f’=(L2 -d )/4L; 2 (2)两次成像的大小之比为(L-d)2 /(L+d) ; (3)L不能小于4f’。 4-3-5焦距为20cm的会聚透镜L与平面镜M相距30cm,M在L的右侧,高为Y=6cm物在透镜L左侧30cm处。 (1)求最后所成像的位置、大小和性质; (2)用作图法作出光路图。 4-3-6拟制一3×的望远镜,己知有一个焦点为50cm的物镜,问在(1)开普勒型;(2)伽利略型中目镜的光焦度及物镜和目镜之间的距离各为多少? 4-3-7一架显微镜的物镜和目镜相距20.0cm,物镜焦点为7.0mm,目镜焦点为5.0mm,把物镜和目镜都看成单薄透镜,求:(1)被观察物到物镜的距离。(2)物镜的横向放大率。(3)显微镜的放大本领。 4-3-8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。 4-4-1若一待检的光中可能有部分偏振光、圆偏振光与椭圆偏振光试述检验方法,步聚与每一步可能观察到的现象以及检验结论。 4-4-2两偏振片重迭放置,它们的透振方向成600 (1)以强度为 角,I0的自然光入射时,求透振光强;(2)若中间再插入一偏振片其透振 方向与两者均成300 (均忽略吸收) 角,求透射光强。4-4-3方介石对钠光(λ=5893埃)的n0=1.658、ne=1.486,用方介石制成的该波的半波片,问最小厚度为多少? 4-4-4一方介石片,光轴平行于表面,厚度为,放在正交尼科尔棱镜之
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间,平行钠光(λ=5893埃)经过第一尼科尔后垂直照射到晶体上,晶体对钠光的折射率同上题,问通过第二尼科尔棱镜后,光束发生干涉情况如何?如果两尼科尔棱镜主截面改为平行,结果又如何? 4-4-5用尼科尔棱镜检查部分偏振光,当透射光强极大时,让尼科尔棱0镜转过45角,透射光强度为极大光强度的2/3,求(1)该部分偏振光两种成份的强度比,(2)该光束的偏振度。 4-4-6一束??6560A的平行左旋圆珠偏振光通过一片石英晶片(光轴与表面平行)后,变成右旋圆偏振光,试求(1)石英晶片的最小厚度,(2)石英晶片光轴应取什么方向?(己知:石英no?1.542,ne?1.551) 4-4-7波长为5250埃的平面偏振光垂直入射到某晶体,该晶体表面与光轴平行,其折射率为no=2.356,ne=2.378,欲使透过的0光和e光合成为与入射平面偏振光振动面相同的平面偏振光,晶体的最小厚度为多少? 4-4-8在正交两尼科尔棱镜之间有一偏振片以角速度ω绕光的传播方向匀速转动,设入射自然光强度为I0,t=0时偏振片的透振方向与第一个尼科尔光轴方向N1重合。(如图4-3所示),求出射光强随时间变化的规律。 0 16