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几何光学试题
几何光学试题
一、两个薄透镜L1和L2共轴放置,如图所示.已知L1的焦距f1=f , L2的焦距f2=—f,两透镜间距离也是f.小物体位于物面P上,物距u1 =3f.
(1)小物体经这两个透镜所成的像在L2的__________边,到L2的距离为_________,是__________倍(虚或实)、____________像(正或倒),放大率为_________________。
(2)现在把两透镜位置调换,若还要给定的原物体在原像处成像,两透镜作为整体应沿光轴向____________边移动距离_______________.这个新的像是____________像(虚或实)、______________像(正或倒)放大率为________________。
二、(第一届全国物理竞赛题)如图所示,凸透镜L的主轴与x轴重合,光心O就是坐标原点,凸透镜的焦距为10cm。有一平面镜M放在y=-2cm、x0的位置,眼睛从平面镜反射的光中看到发光点A的像位于A2处,A2的坐标见图。(1)求出此发光点A的位置。(2)写出用作图法确定A的位置的步骤并作图。
三、(第六届全国物理竞赛题)在焦距为f的会聚薄透镜L的主光轴上放置一发光圆锥面,如图所示。圆锥的中心轴线与主光轴重合,锥的顶点位于焦点F,锥高等于2f,锥的母线与其中心轴线的夹角等于α,求圆锥面的像。
四、(第九届全国物理竞赛决赛题)在很高的圆柱形容器的上口平放一个焦距为90mm凸透镜,在透镜下方中轴线上距透镜100mm处平放一个圆面形光源,如图所示。(1)光源产生一个半径为45mm的实像,求此实像的位置。(2)若往容器中注水,水面高于光源10mm,求此时像的位置。(3)继续注水,注满容器但又恰好不碰上透镜,求此时像的大小。
五、照相机镜头L前2.28m处的物体被清晰地成像在镜头后面12.0cm处的照相胶片P上,两面平行的玻璃平板插入镜头与胶片之间,与光轴垂直,位置如图所示。设照相机镜头可看作一个简单薄凸透镜,光线为近轴光线。(1)求插入玻璃板后,像的新位置。(2)如果保持镜头、玻璃板、胶片三者间距离不变,若要求物体仍然清晰地成像于胶片上,、则物体应放在何处?
六、有两个焦距分别为f1和f2的凸透镜,如果这两个透镜作适当的配置,则可使一垂直于光轴的小物理在原位置成一等大、倒立的像,如图所示。试求出满足上述要求的配置方案中各透镜的位置。
七、想用两个薄凸透镜,最后在物体所在处形成一个与物体大小相等的倒立的虚像。已知靠近物体的那个透镜的焦距为f1物体与此透镜的距离为u1,试求第二个透镜的焦距f2及它与第一个透镜间的距离L。
八、有一水平放置的平行平面玻璃板,厚3.0 cm,折射率。在其下表面下2.0 cm处有一小物;在玻璃扳上方有一薄凸透镜,其焦距,透镜的主轴与玻璃板面垂直;位于透镜的主轴上,如图预17-3所示。若透镜上方的观察者顺着主轴方向观察到的像就在处,问透镜与玻璃板上表面的距离为多少?
2
O
A2(-10,-12)
x
y
L
F
M
L
F
L
P
A
B
12cm
0.9cm
8.0cm
L1
L2
物
像
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