2022 应用光学(浙江大学)1466936447 最新满分章节测试答案

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本课程起止时间为:2022-02-21到2022-06-20

【作业】第一章 几何光学的基本定律 第一章作业

1、 问题:有一光线以60°的入射角入射于的磨光玻璃球的任一点上， 其折射光线继续传播到球表面的另一点上，试求在该点反射和折射的光线间的夹角。
评分规则: 【 提交了本题作业得6分
根据入射角和折射定律，求出光线由磨光玻璃球表面进入球体的折射角值30度或者写出表达式
根据球体的性质得出光线继续传播到球表面另一点时的入射角
得到反射角30度和折射角60度
求出反射光线和折射光线的夹角90度
】

2、 问题:若水面下20厘米处有一发光点，我们在水面上能看到被该发光点照亮的范围(圆直径)有多大？(水的折射率为1.333)
评分规则: 【 提交作业
求出或者用公式表示光在水到空气的界面上发生全反射的临界角。
由临界角和发光点到水面的距离求出能看到的圆的直径453.6mm。
】

3、 问题:入射到折射率为n=1.5163的等腰直角棱镜的一束会聚光束(见图1-3)， 若要求在斜面上发生全反射，试求光束的最大孔径角2U。
评分规则: 【 做了本题
求出棱镜斜面上发生全反射的临界角
根据几何关系得到光线进入棱镜的折射角，继而求出入射角，其2倍为2U=11.34度
】

第一章 几何光学的基本定律 第一章测验

1、 问题:光在真空中传播40ps(1ps=10的-12次方秒)的时间内在折射率为4/3的水中能传播多少距离？
选项：
A:9m
B:90mm
C:9mm
D:16mm
E:160mm
F:16m
答案: 【9mm】

2、 问题:观察池塘水底之物时，目测池塘的深度约为3m，实际水深4m，求水的折射率。
选项：
A:1.33
B:1.67
C:0.75
D:以上都不对
答案: 【1.33】

3、 问题:已知光在折射率为4/3的水中的传播速度是2.25×10的8次方m/s，求光在折射率为1.5的玻璃中的传播速度。
选项：
A:2.53×10的8次方
B:2×10的8次方
C:4.5×10的8次方
D:1.125×10的8次方
答案: 【2×10的8次方】

4、 问题:若水面下200mm处有一发光点，水的折射率为4/3，求我们在水面上能看到被该发光点照亮的范围(圆直径)有多大？
选项：
A:453.56mm
B:226.79mm
C:352.77mm
D:176.38mm
答案: 【453.56mm】

5、 问题:一高度为1.8m的人立于离高度为5m的路灯1.5m处，求其影子长度
选项：
A:0.397m
B:0.843m
C:0.771m
D:0.773m
答案: 【0.843m】

6、 问题:一针孔对一物体于屏上形成一30mm高的像，若将屏拉远25mm则像的高度为35mm，试求针孔到屏间的原始距离。
选项：
A:600mm
B:300mm
C:150mm
D:75mm
答案: 【150mm】

7、 问题:光在平面产生折射时，光的路径对应光程的何种极值？
选项：
A:极大值
B:常量
C:极小值
D:以上都不对
答案: 【极小值】

8、 问题:以下何种情况不属于完善成像
选项：
A:平面波经光学系统仍为平面波
B:平面波经光学系统变成球面波
C:球面波经光学系统变成非球面波
D:球面波经光学系统变成平面波
E:非球面波经光学系统变成平面波
答案: 【球面波经光学系统变成非球面波;
非球面波经光学系统变成平面波】

9、 问题:以下现象中，符合光的反射定律的是
选项：
A:照镜子洗脸
B:天上一个月亮，水里一个月亮
C:汽车后视镜
D:池水变浅
E:日食
答案: 【照镜子洗脸;
天上一个月亮，水里一个月亮;
汽车后视镜】

10、 问题:以下现象中，只需要光的直线传播定律就可解释的是
选项：
A:月食
B:池水变浅
C:水中筷子变弯
D:后视镜
E:小孔成像
答案: 【月食;
小孔成像】

11、 问题:以下现象中，最适合用光的折射定律解释的是
选项：
A:平湖秋月
B:三潭印月
C:床前明月光，疑是地上霜
D:池水变浅
E:水里筷子变弯
答案: 【池水变浅;
水里筷子变弯】

12、 问题:以下现象主要用光的直线传播定律可以解释的是
选项：
A:天上一个月亮，水里一个月亮
B:手影游戏
C:利用大凹面镜制作的太阳灶
D:放大镜成像
E:日食
答案: 【手影游戏;
日食】

【作业】第二章 球面与球面系统 第二章作业

1、 问题:有一直径为100mm、折射率为1.5的抛光玻璃球，在视线方向可见球内有二个气泡，一个位于球心，另一个位于球心与前表面间的一半处。求二个气泡在球内的实际位置。(一个在球心，一个距离前表面30mm)
评分规则: 【 按时完成本次作业得6分。
球心的像还在球心，所以一个气泡在球心
另一个使用单个折射球面物像位置关系公式，其中物方为玻璃，像方为空气，注意这是虚像，像方截距为负(1分)，计算出物方截距，得出距离前表面30mm(2分)
】

2、 问题:实物位于曲率半径为的凹面镜前什么位置时，可得到  1)放大到4倍的实像；2)放大到4倍的虚像；3)缩小到1/4倍的实像？是否可能得到缩小到1/4倍的虚像？
评分规则: 【 完成并按时提交本题作业
用单个折射球面物像位置关系公式，根据放大倍率进行变量替换，因为要求物方截距，一般将像方截距用放大倍率和物方截距表示，当然也可以用其他表示。
计算答案，每个1分。分别为：(1)l=0.625r (2)l=0.375r (3)l=2.5r (4)不可能 (其中r自身符号为负。如果在公式中认为r为正，则曲率半径应用-r代入，所得结果中应都有负号)
】

3、 问题:人眼的角膜可认为是一曲率半径为7.8mm的折射球面，其后是n=4/3的液体。 如果看起来瞳孔在角膜后3.6mm处，且直径为4mm，求瞳孔的实际位置和直径。
评分规则: 【 按时完成并提交本题
用单个折射球面物像位置关系公式，物方为液体，像方为空气，r=-7.8。代入像方截距-3.6求物方截距。有同学根据光路可逆计算也可以，但代入得数据和符号要正确。
作计算：(1)求出 l=-4.16mm(1分)(2)根据两方截距和折射率求出垂轴放大率(1分)(3)根据放大率和瞳孔像的直径求瞳孔的实际直径 2y=3.47mm(1分)。
】

【作业】第三章 平面与平面系统 第三章作业

1、 问题:有一双平面镜系统，光线与其中的一个镜面平行入射，经两次反射后，出射光线与另一镜面平行，问二平面镜的夹角是多少？
评分规则: 【 提交本题作业
经双平面镜二次反射的光线和入射光线的夹角双平面镜夹角的2倍，根据这一关系和题目条件画出图来，可以看到双平面镜夹角的3倍应等于180度。本步骤2分。根据以上计算得出双平面镜夹角为60度。本步骤2分。
】

2、 问题:对以下3个图所示棱镜和棱镜系统，分别画出其像空间的坐标。
评分规则: 【 提交本题作业得1分，3个图共需要画出像空间的9个坐标，每个坐标1分。第1图x沿光轴所以x‘沿光轴，y’和z’均和物方坐标反向。第2图x‘沿光轴，没有屋脊z’朝外不变，y’朝下符合3次反射成镜像。第3图x’沿光轴，有1个屋脊z’朝里，y’朝下符合4次反射成一致像。
】

3、 问题:有一光楔，其材料为K9玻璃(nF＝1.52196, nC＝1.51389)。 白光经其折射后要发生色散。若要求出射的F光和C光间的夹角δF,C＜1’，求光楔的最大折射角应为多少？
评分规则: 【 提交本题作业
１.列出方程，写出F光的偏角公式和C光的偏角公式各得１分共２分。２.F光的偏角和C光的偏角相减出射的F光和C光之间的夹角公式，要求小于１分，得１分（跳过第１步直接写出者得３分）。３.计算出光楔的折射角即顶角应小于２度４分４秒得２分。
】

第三章 平面与平面系统 第三章测验

1、 问题:以下光学系统中，可以使像倒转的为
选项：
A:单个平面镜
B:别汉棱镜组
C:施密特棱镜
D:平行平板
答案: 【别汉棱镜组】

2、 问题:以下系统中，可以在直筒望远镜中用于倒像的有
选项：
A:五角棱镜
B:别汉棱镜组
C:普罗型棱镜组
D:屋脊施密特棱镜
答案: 【别汉棱镜组】