几何光学练习习题

1、几何光学练习题一、填空题1光的直线传播定律指出光在 介质中沿直线传播。2全反射的条件是 大于 ，光从光密介质射向光疏介质 产生全反射。3虚物点是 的 的交点。4光学系统的物方焦点的共轭象点在 ，象方焦点的共轭点在 。5某种透明物质对于空气的临界角为45，该透明物质的折射率等于 。6半径为r的球面，置于折射率为n的介质中，系统的焦距与折射率 关，光焦度与折射率 关。7共轴球面系统主光轴上，物方无限远点的共轭点定义为 ；象方无限远的共轭点定义为 。8几何光学的三个基本定律是 ， 和 。9光学系统在成象过程中，其=，则所成的象为 的象。10在符号法则中（光线从左向右入射）规定：主光轴上的点的距离从

2、量起，左负右正；轴外物点的距离上正下负；角度以 为始边，顺时针旋转为正，反之为负，且取小于/2的角度；在图上标明距离或角度时，必须用 。11当光从光密媒质射向 媒质时，且满足入射角大于 ，就可以发生全反射现象。12当物处于主光轴上无穷远处，入射光线平行于主光轴，得到的象点称为 ，薄透镜成象的高斯公式是 。13主平面是理想光具组的 一对共轭平面；节点是理想光具组的 一对共轭点。14在几何光学系统中，唯一能够完善成象的是 系统，其成象规律为 。15理想成象的条件是 和 。16曲率半径为R的球面镜的焦距为 ，若将球面镜浸入折射率为n的液体内，该系统的焦距为 。17通过物方主点的光线，必通过象方 ，其

3、横向放大率为 。18将折射率n=的薄透镜浸没在折射率为=的水中，薄透镜的焦距等于空气中焦距的 倍。19实象点是 的 光束的交点。20实物位于凹球面镜的焦点和曲率中心之间，象的位置在 与 之间。21筒内装有两种液体，折射率分别为n1和n2，高度分别为h1和h2，从空气（n=1）中观察到筒底的像似深度为 。22在符号法则中，反射定律的数学式为 。23薄透镜置于介质中，物、象方焦距分别为和，光线通过薄透镜中心方向不变的条件是 。二、选择题1玻璃中的气泡看上去特别明亮，是由于A，光的折射； B，光的反射； C，光的全反射； D，光的散射2通过一个厚玻璃观察一个发光点，看到发光点的位置A，移近了； B，

4、移远了； C，不变； D，不能确定3凸球面镜对实物成象的性质A，实象都是倒立放大的； B，虚象都是正立缩小的； C，实象都是倒立放大的；D，虚象都是正立放大的4物象共轭点相对于透镜的位置有一种规律A，物、象点必在透镜的同侧； B，物象点必在透镜的异侧； C，物象分别在F，F的同侧； D，物象点分别在F，F的异侧5在焦距为f的透镜光轴上，物点从3f移到2f处，在移动的过程中，物象点之间的距离A，先减小后增大； B，先增大后减小； C，由小到大； D，由大到小6棱镜的顶角为A，折射率为n，当A很小时的最小偏向角为A，A； B，nA； C，(n-1)A； D，(n+1)A7在空气中，垂直通过折射率为

5、n，厚度为d的平板玻璃观察物体，看到的象移近了A，d/n； B，nd； C，(n-1)d； D.(n-1)d/n8凹球面镜对实物成象的性质之一为A，实象都是正立缩小的； B，虚象都是正立放大的； C，实象都是倒立缩小的；D，虚象都是倒立放大的9实物从离凸透镜3f处沿光轴移动到离透镜1.5f处的过程中，象性质的变化规律之一是A，象先正立，后倒立； B，象先倒立，后正立； C.象始终正立； D，象始终倒立10空气中，平行光从平面入射到半径为3cm、折射率为的玻璃半球，其象方焦点距离球面顶点为A，2cm； B，4cm； C，6cm； D，8cm11已知薄透镜的横向放大率b=2和象方焦距=2cm，则象

6、的位置为A，4cm； B，-4cm； C，8cm； D，0.5cm。12放置于焦距为20cm的发散透镜左侧80cm处的物体的象在A，透镜右侧16cm； B，透镜左侧16cm处； C，透镜右侧26.7cm； D，透镜左侧26.7cm处13一个物体在平面镜前10cm处，如果你站在该物的后面距镜30cm处看它的象，眼睛应聚焦的位置为A，25cm； B，35cm； C，45cm； D，40cm14在符号法则中，平面镜的成象公式为A，=S； B，-=-S； C，/S=1； D，=-S15双凸透镜的两曲率半径均为10cm，折射率为，若将薄透镜置于水中（n=），薄透镜的光心到镜心之间的距离等于A，0； B，

7、1cm； C，2cm； D，3cm。16光线从左向右射到透镜上，s为物距，为象距，下列哪种情况属于虚物成实象A，s0,0,0； C，s0,0； D，s017曲率半径为10cm的凸球面镜，用s表示物距，能产生实象的虚物位置范围为A，s10cm； B，0s5cm； D，0s,透镜是发散的； B，若n,透镜是会聚的； C，若n,透镜是发散的； D，双凹薄透镜是发散的,与周围介质无关21两个主焦点重合的光学系统是A，玻璃球 B，双凸透镜 C，双凹透镜 D，球面镜22折射球面的物方、象方折射率分别为n和，若物、象距分别为S和，系统的角放大率为A，/S； B，S/； C，-/S； D，-S/23当光线从折

8、射率为n1的光密媒质射向折射率为n2的光疏媒质时，发生全反射的临界角为A，； B，； C，； D，24平面镜成象的横向放大率为A，+1； B，-1； C，0； D，25某水箱里注水深8cm，箱底有一硬币，则硬币的象似深度为A，2cm； B，4cm； C，6cm； D，8cm26半径为r的球面镜，置于折射率为n的介质中，该光学系统的焦距为A，2r； B，r/2； C，nr； D，r/2n27半径为R，折射率为的玻璃半球，球面向右，光线从左方入射，其象方焦点距球面顶点的距离为A，； B，R； C，； D，2R28薄透镜的横向放大率为A，f/x； B，x/f； C，-f/x； D，-x/f29将折射

9、率为n1=的有机玻璃浸没在油中，油的折射率为n2=，试向临界角为A，； B，； C，； D，30由折射率n=的玻璃制成的薄双凸透镜，前后两球面的曲率半径均为40cm，则焦距为A，20cm； ， 21cm； C，25cm； D，31cm31一个发光体与屏幕相距为D，将发光体聚焦于屏上的透镜的最大焦距为A，2D； B，D； C，D/2； D，D/432当一薄透镜浸没在水中（n=），此透镜（n=）的焦距f如何变化A，不变； B，增加为倍； C，增加为倍； D，增加为倍33直径为8cm的长玻璃棒，末端是半径为4cm的半球，玻璃的折射率为，如果将物体放在棒轴上距末端16cm处，则象的位置为A，12cm

10、B，24cm C，-12cm D，34由凸面镜所成的象，相对于物通常是A，倒立虚象； B，缩小的正象； C，倒立实象； D，放大的虚象35.一物体放在焦距为8cm的薄凸透镜前12cm处，现将另一焦距为6cm的薄凸透镜放在第一透镜右侧30cm处，则最后象的性质为A，一个倒立的实象； B，一个放大的实象； C，成象于无穷远处； D，一个缩小的实象三、作图题1已知系统的基点H、，F、，作出物AB的象。 B A F H 2用作图法求出物点S的象点。 S F H 3作出伽利略望远镜用作激光扩束器的光路图。 （F2）O1 O2 L1 L24已知系统的基点H，F，作出物点P的象点。 P H F5已知系统的主

11、点H，H和焦点F，F，物点P与F重合，作出P的象点。 P F H 6求AB光线的共轭光线，并求出节点的位置。 F H B A7伽利略望远镜如图所示，物镜的后焦点与目镜的前焦点F2重合，用作图法求任一入射光线AB的出射光线，用箭头标明光线传播方向。 O1 O2 B F2 A8已知H和为光具组的主点，F和为光具组的焦点，MN为共轴球面系统的主轴，作出物体PQ的象。 Q M N P H F9MN为光学系统的主轴，H、和F、分别是系统的主点和焦点，作出光线AB的出射光线。 B A M N F H 10H和为系统的主点，F和为系统的焦点，MN为共轴球面系统的主轴，确定出轴上物点P的像。 M P F H

12、N四、计算题1玻璃棒一端成半球形，其曲率半径为2cm，将它水平浸入水中（折射率为），沿轴线方向离球面顶点8cm处的水中有一物体，求象的位置及横向放大率，并作出光路图。2凸透镜L1和凹透镜L2共轴放置，相距10cm，凸透镜的象方焦距为20cm，凹透镜的物方焦距为20cm，物体A位于凸透镜前方30cm处，试确定物体所成的象的位置和性质。3凸透镜的焦距为10cm，凹透镜的焦距为4cm，两透镜相距12cm，已知高为1cm的物体放在凸透镜左边20cm处，物体先经凸透镜成象再由凹透镜成象，求象的位置和性质，并作出光路图。4如图所示，凸透镜L1和凹透镜L2同轴放置，L1的左侧的介质折射率为n，L2的右侧介质

13、的折射率也为n，两透镜之间介质的折射率为n0，且nn0；F1是L1的物方焦点，F2是L2的物方焦点,是L2的象方焦点。有一物点P位于L1的物方焦平面上。（1）试绘出成象光路图，求出的位置。（2）若L1的物方焦距f1=-20cm，L2的象方焦距=-10cm，物点P离光轴的距离为2cm，试求象点离光轴的距离。 P n L1 n0 L2 n F1 F25凸透镜的焦距为10cm，在它右方3倍的焦距处有一平面反射镜。已知物在凸透镜左方20cm处，求象的位置和性质。6一薄透镜L1置于空气中，焦距为10厘米，实物AB正立在透镜左方15厘米处，长为1厘米。（1）求物经L1后成象的位置、虚实、正倒和大小。（2）

14、今有两个透镜，一个为凸透镜，一为凹透镜，焦距均为12厘米，选用哪个透镜，把它放在L1右方什么距离处，才能使物经L1和第二透镜后获得为原物12倍的倒立的实象。7两个焦距分别为10cm和-5cm的薄透镜，相距10cm，组成共轴系统，高为3mm的物体在第一透镜的左方20cm处，试求物体最后的成象位置及其大小，并作出光路图。8凸透镜的焦距为10cm，在它的右方3倍的焦距处有一平面镜，已知物在凸透镜左方20cm处，求象的位置和性质。9双凸薄透镜的折射率为，r2的一面镀银，物点P在透镜前主轴上20cm处，求最后象的位置和性质。10一双凸透镜的第一和第二折射面的曲率半径分别为20cm和25cm。已知它在空气

15、中的焦距为20cm。今将其置于如图所示的方玻璃水槽中，并在镜前水中置一高为1cm的物，物距透镜100cm。试求：（1）通过透镜所生成的象的位置、大小和虚实；（2）若用眼睛在玻璃槽外E处观察，该象的表观位置与槽壁的距离l。已知水的折射率n=，其中E距透镜的光心250cm。 P L l E 100cm 250cm11物置于焦距为10cm的会聚透镜前40cm处，另一个焦距为20cm的会聚透镜位于第一透镜后30cm处，求象的位置、大小、虚实和正倒。12有一半径为10cm、折射率为的玻璃半球，其平面镀铝，在球面前10cm处有一小物点，试计算和说明成像的位置和性质。13高1厘米的物体放在一薄凸透镜（焦距为10厘米）前20厘米处，在此透镜后10厘米处放一块曲率半径为30厘米的凸面反射镜，求物体经此系统最后所成的象的位置和性质。14凸透镜L1和凹透镜L2共轴放置，相距10cm，凸透镜的象方焦距为20cm，凹透镜的物方焦距为20cm，物体A位于凸透镜前方30cm处。试确定物体所成的象的位置和性质。15凸