1-4 一个玻璃球半径为R,折射率为n,若以平行光入射,当玻璃的折射率为何值时,会聚点恰好落在球的后表面上?
解:如图所示,平行光入射经前表面折射成像,要会聚在后表面,则l??2R
n?nn??n代入物象关系式???lrl,其中
l???:
n?n??1? 2RR 求得:n??2
1-6 在一张报纸上放一个平凸透镜,眼睛通过透镜看报纸。当平面朝着眼睛时,报纸的虚像在平面下12mm处;当凸面朝着眼睛时,报纸的虚像在凸面下15mm处,若透镜的中央厚度为20mm,求透镜的折射率和凸球面的曲率半径。
解:当平面朝着眼睛时,凸面紧贴报纸,因此只有平面成像,如图(a)所示:
l??20mm,r??,n??1,l???12mm
n?nn??n代入物象公式???lrl:
1n1?n???12?20?
AA'(a) A求得:n=1.525
当凸面朝着眼睛时,只有凸面成像,如图(b)所示:
l??20mm,n??1,l???15mm 代入物象公式:
11.5251?1.525. ???15?20r AA' (b) 求得:r=-54.783 mm
1-9 一个直径为400mm的玻璃球,折射率为1.52。球内有两个小气泡,看上去一个恰好在球心,另一个从最近的方向去看,在球表面和中心的中间,求两气泡的实际位置。 解:∵通过球心的光线垂直于球表面出射或入射
∴看上去在球心的气泡,其实际位置就是在球心。
另一个气泡像位于表面和中心的中间,球直径为400mm
∴
n?nn??n???lrl
l???4001???100mm22 代入物象关系式
:
11.521?1.52 ???100l?200 求得:l??120.635mm
∴另一个气泡的实际位置离球心的距离为:200-120.635=
79.365 mm
1-12 有一玻璃半球,折射率为1.5,半径为100mm,其中的平面镀银。一个高为20mm的小物体放在球面顶点前方200mm处,求经过这个系统最后所成像的位置、大小和正倒。
解:本题中有三次成像过程,第一次是物体发出的光线折射入玻璃内;第二次是折射入的光线经玻璃半球的平面反射;第三次是反射光折射出玻璃半球。
对于第一次成像:l1??200mm,r1?100mm,n1?1,n1??1.5
??n1n1n1?n1代入物象关系式??? 得: l1???
l1r1l1?l2?l1??,对于第二次成像:因此反射光线沿原路返回,即l2???
对于第三次成像,l3?l2???,r3?100mm,n3?1.5,n3??1 代入物象关系式得:l3???200mm
???n1l1l2n3l3 垂轴放大率???1?2?3???(?)????1
l2nln1l133
即像和物的大小一致,呈倒像。