全國(guó)中學(xué)生物理競(jìng)賽真題匯編(光學(xué))-在線瀏覽
2025-05-26 12:41本頁面
【正文】 8．（19F5）（20分）薄凸透鏡放在空氣中，兩側(cè)焦點(diǎn)和透鏡中心的距離相等?，F(xiàn)有一薄透鏡L ，已知此凸透鏡對(duì)平行光束起會(huì)聚作用，在其左右兩側(cè)介質(zhì)和折射率及焦點(diǎn)的位置如圖復(fù)195所示。2．若有一傍軸光線射向透鏡中心，已知它與透鏡主軸的夾角為θ1 ，則與之相應(yīng)的出射線與主軸的夾角θ2為多大？3．f1 、f2 、n1 、n2四者之間有何關(guān)系？9．（20F4）(20分)如圖所示，一半徑為、折射率為的玻璃半球，放在空氣中，平表面中央半徑為的區(qū)域被涂黑．一平行光束垂直入射到此平面上，正好覆蓋整個(gè)表面．為以球心為原點(diǎn)，與平而垂直的坐標(biāo)軸．通過計(jì)算，求出坐標(biāo)軸上玻璃半球右邊有光線通過的各點(diǎn)（有光線段）和無光線通過的各點(diǎn)（無光線段）的分界點(diǎn)的坐標(biāo)．10．（21F4）(20分)目前，大功率半導(dǎo)體激光器的主要結(jié)構(gòu)形式是由許多發(fā)光區(qū)等距離地排列在一條直線上的長(zhǎng)條狀，通常稱為激光二極管條．但這樣的半導(dǎo)體激光器發(fā)出的是很多束發(fā)散光束，光能分布很不集中，不利于傳輸和應(yīng)用．為了解決這個(gè)問題，需要根據(jù)具體應(yīng)用的要求，對(duì)光束進(jìn)行必需的變換（或稱整形）．如果能把一個(gè)半導(dǎo)體激光二極管條發(fā)出的光變換成一束很細(xì)的平行光束，對(duì)半導(dǎo)體激光的傳輸和應(yīng)用將是非常有意義的．為此，有人提出了先把多束發(fā)散光會(huì)聚到一點(diǎn)，再變換為平行光的方案，其基本原理可通過如下所述的簡(jiǎn)化了的情況來說明．LS1S3PaaS2ahhz如圖，SSS3 是等距離（h）地排列在一直線上的三個(gè)點(diǎn)光源，各自向垂直于它們的連線的同一方向發(fā)出半頂角為a =arctan的圓錐形光束．請(qǐng)使用三個(gè)完全相同的、焦距為f = 、半徑為r = h的圓形薄凸透鏡，經(jīng)加工、組裝成一個(gè)三者在同一平面內(nèi)的組合透鏡，使三束光都能全部投射到這個(gè)組合透鏡上，且經(jīng)透鏡折射后的光線能全部會(huì)聚于z軸（以S2為起點(diǎn)，垂直于三個(gè)點(diǎn)光源連線，與光束中心線方向相同的射線）上距離S2為 L = h處的P點(diǎn)．（加工時(shí)可對(duì)透鏡進(jìn)行外形的改變，但不能改變透鏡焦距．）1．求出組合透鏡中每個(gè)透鏡光心的位置．2．說明對(duì)三個(gè)透鏡應(yīng)如何加工和組裝，并求出有關(guān)數(shù)據(jù)．11．（23F6）（23分）有一種被稱為直視分光鏡的光譜學(xué)儀器。筒內(nèi)有：三個(gè)焦距分別為、和的透鏡,，；觀察屏P，它是一塊帶有刻度的玻璃片；由三塊形狀相同的等腰棱鏡構(gòu)成的 圖1分光元件（如圖1所示），棱鏡分別用折射率不同的玻
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