習(xí)題2-3習(xí)題2-5習(xí)題2-7習(xí)題2-10第一章幾何光學(xué)基本定理與成像概念歐云1.舉例說(shuō)明符合光傳播基本定理的生活現(xiàn)象及各定理的應(yīng)用。答：基本定理有：（1）光的直線傳播定理，主要現(xiàn)象有小孔成像，日全食、月食，影子等。（2）光的獨(dú)立傳播定理，兩個(gè)電筒的光相交后互不影響。（3）光的折射定理，彩虹光的折射定律應(yīng)用，牙簽在水底會(huì)被“折斷”，捕魚(yú)時(shí)見(jiàn)到的魚(yú)位置和實(shí)際的魚(yú)位置不同光的折射定律應(yīng)用，比實(shí)際靠后往下。（4）光的反射定理，可以看見(jiàn)水底的倒影。2.已知真空中的光速，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(shù)膠（n=1.526）、金剛石（n=2.417）等介質(zhì)中的光速。答：依據(jù)，分別代入數(shù)字得：（1）在水底（注意單位）（2）在冕牌玻璃中（3）在火石玻璃中（4）在美國(guó)樹(shù)膠中（5）在金鋼石中3.一物體經(jīng)針眼單反在屏上成像的大小為60mm，若將屏拉遠(yuǎn)50mm，則像的大小為70mm，求屏到針眼的初始距離。答：按照光的直線傳播定理，令屏到針眼的初始距離為x，按照三角形相像，對(duì)應(yīng)邊成比列得：，估算得到x=300mm（記得帶單位）所以屏到針眼得距離為300mm。
習(xí)題1-4一長(zhǎng)度為200mm的平行平板玻璃（n=1.5），下邊放一個(gè)半徑為1mm的金屬片。若在玻璃板上蓋一個(gè)矩形紙片，要求在玻璃板上方任何方向上都看不到該金屬片，問(wèn)紙片最小半徑應(yīng)為多少？5.試剖析當(dāng)光從光疏介質(zhì)步入光密介質(zhì)時(shí)，發(fā)生全反射的可能性。答：全反射：又稱(chēng)全內(nèi)反射，指光由光密介質(zhì)（即光在此介質(zhì)中的折射率大的）射到光疏介質(zhì)（即光在此介質(zhì)中折射率小的）的界面時(shí)，全部被反射回原介質(zhì)內(nèi)的現(xiàn)象。當(dāng)光線由光疏介質(zhì)射到光密介質(zhì)時(shí)，由于光線緊靠法線而折射，故這時(shí)不會(huì)發(fā)生全反射。習(xí)題1-7如圖1-15所示，光線入射到一楔形光學(xué)器件上。已知楔角為α，折射率為n，求光線經(jīng)過(guò)該楔形光學(xué)器件后的偏角。習(xí)題1-8如圖1-6所示，光線芯的折射率為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。習(xí)題1-9有仍然角棱鏡如圖1-16所示，其折射率為n。問(wèn)光線以多大的孔徑角入射時(shí)，剛好才能經(jīng)其斜面全反射后出射。假如棱鏡用冕牌玻璃K9制造，估算該孔徑角的值。10.由費(fèi)馬原理證明光的折射定理和反射定理。11.依據(jù)建立成像條件，證明無(wú)限遠(yuǎn)點(diǎn)與有限遠(yuǎn)點(diǎn)的等光程反射面為拋物面。
（略）答：光學(xué)系統(tǒng)建立成像條件：（1）入射波面為球面波時(shí)，出射波面也為球面波；（2）入射光為同心光束時(shí)，出射光亦為同心光束；（3）物點(diǎn)A1及其像點(diǎn)Ak'之間任意二條光路的光程相等。拋物面方式。12.導(dǎo)入對(duì)一對(duì)有限遠(yuǎn)共軛點(diǎn)成建立像的單個(gè)折射面的面形多項(xiàng)式。（略）13.證明光學(xué)系統(tǒng)的垂軸放大率公式（1-40）和式（1-41）（略）習(xí)題1-17習(xí)題1-19習(xí)題1-20習(xí)題1-21第二章理想光學(xué)系統(tǒng)習(xí)題2-1