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1、几何光学 答案一、 填空题1、 光在均匀的介质中沿直线传播。2、 全反射,临界角.3、 光程4、 传播时间,光程。二、 计算证明题5、 证明:光的反射定律符合费马原理。证明:如图所示,假设C为镜面上的实际反射点,则根据反射定律有,A,B,C必然在一条直线上,如果反射点在其他点如C点,则在三角形ABC中,始终有ABAC+BC,即实际满足反射定律的C点所对应的路径,是所有可能光程中最小的路径,因此满足费马原理。AACCB6、 证明:光线相继经过几个平行分界面的多层介质时,出射光线的方向只与两边的折射率有关,与中间各层介质无关。证明:假设有m层介质,折射率分别为,根据折射定律有;同理有 ,。;所以最
2、终有 ;证毕!7、 凹面镜的半径为40cm,物体放在何处成放大两倍的实像?放在何处成放大两倍的虚像?解:设物距为s,像距为,由题意,曲率半径,焦距;2倍放大实像,有;所以,;2倍放大虚像,有;所以,8、 某透镜用n=1.50的玻璃制成,它在空气中的焦距为10.0cm,问它在水中的焦距是多少?(水的折射率为)解:薄透镜焦距公式,其中分别为透镜材质的折射率和透镜所处外环境的折射率;空气中,所以有;水中,所以有;易得9、 一光源与屏之间的距离为1.6m,用焦距为30cm的凸透镜插在二者之间,透镜应放在什么位置,才能使光源成像于屏上?解:,;由,得:,或,。三、 思考题10、 眼睛的近视和远视,分别用什么透镜来矫正?为什么?答:分别用凹透镜和凸透镜。因为近视眼的眼球过长,当肌肉完全松弛时,无穷远的物体成像在视网膜的前方,可以用凹透镜来矫正;远视眼的眼球过短,与上述相反,可以用凸透镜来矫正。