新编基础物理学上册14-15单元课后的答案.docVIP

第十四章 14-1.如题图14－1所示，一束平行光线以入射角射入折射率为，置于空气中的透明圆柱棒的端面．试求光线在圆柱棒内发生全反射时，折射率应满足的条件． 分析：一次折射，一次反射；利用端面折射角与内侧面入射角互余及全反射条件即可求解。 解：设光线在圆柱棒端面的折射角为，在内侧面的入射角为，根据折射定律，有 光线在界面上发生全反射的条件为 发生全反射时，必须满足 14-2.远处有一物点发出的平行光束，投射到一个空气中的实心玻璃球上．设玻璃的折射率为，球的半径为．求像的位置． 分析：利用逐步成像法，对玻璃球的前后两个球面逐一成像，即可求得最后像的位置．用高斯成像公式时，应注意两个球面的顶点位置是不同的．． 解： 或用 对玻璃球前表面所成的像，对后表面而言是物，所以 或用 像在球的右侧，离球的右边2cm处． 14-3.如题图14－3所示的一凹球面镜，曲率半径为40cm，一小物体放在离镜面顶点10cm处．试作图表示像的位置、虚实和正倒，并计算出像的位置和垂轴放大率． 分析：利用凹面镜的半径可确定焦距，以知物距，由球面镜的物像公式和横向放大率公式可求解。 解：像的位置如图所示，为正立、放大的虚像． 14-4.高为的物体，在焦距的薄透镜左侧，置于的位置。试用作图法表示像的位置，实、虚，放大还是缩小，正立还是倒立．并用文字指明． 分析：，利用过凸透镜光心的光线方向不变，平行主光轴的入射光线折射后过像方焦点画图。 解：成像光线如题14-4解图所示，所成之像是：放大、正立的虚像． 14-5．高为的物体，在焦距的薄透镜左侧，放置在的位置，试用作图法表示像的位置，实、虚，放大还是缩小，正立还是倒立。并用文字指明． 分析：，利用过凹透镜光心的光线方向不变，平行主光轴的入射光线折射后的反向延长线过像方焦点。 解：成像光线如题14-5解图所示．所成之像是：缩小、正立的虚像． 14-6.一竖立玻璃板的折射率为1.5，厚度为10cm，观察者在玻璃板后10cm处，沿板的法线方向观察置于同一法线上10cm处的一个小物体时，它距离观察者有多远？ 分析：两次平面折射。 解：由平面折射公式，利用逐步成像法，即可求得物体的像． 根据 距观察者距离 14-7．为下列情况选择光焦度合适的眼镜． （1）一位远视者的近点为80.0cm; (2 ) 一位近视者的远点为60.0cm． （1）分析：远视眼应配凸透镜眼镜，配上眼镜后，相当于物体在离明视距离（）处，而所成虚像在近点处（）． 解：由透镜成像公式 可得 解得镜片焦距，其光焦度为 应配眼镜度数为度． （2）分析：近视者应配凹透镜眼镜，配上眼镜后，从无穷远处（物体发出的光看似从远点处发出，即虚像成在远点处（）． 解：由透镜成像公式 可得 解得镜片焦距，其光焦度为 应配眼镜度数为度． 14-8.一双凸薄透镜的两表面半径均为50mm，透镜材料折射率n=1.5，求该透镜位于空气中的焦距为多少？ 分析：将已知条件代入薄透镜在空气中的焦距公式。 解 位于空气中时， 即 14-9．一玻璃棒(n=1.5)，长50cm，两端面为半球面，半径分别为5cm和10cm，一小物高0.1厘米，垂直位于左端球面顶点之前20厘米处的轴线上． 求：(1)小物经玻璃棒成像在何处? (2)整个玻璃棒的横向放大率为多少? 分析：光线经过凸球面折射，再经过凹球面折射，利用球面折射成像公式逐次成像求像的位置。整个横向放大率为每次横向放大率的乘积。注意每次成像的顶点位置不同。 解：小物经第一个球面折射成像。 由球面折射成像公式 有 得 横向放大率: 再经第二个球面折射成像 由 有 得 即小物经玻璃棒成像于距第二个球面顶点处水平向左40cm处 横向放大率: （2）整个玻璃棒的横向放大率 第十五章 15-1.在双缝干涉实验中，两缝的间距为0.6mm,照亮狭缝的光源是汞弧灯加上绿色滤光片．在2.5m远处的屏幕上出现干涉条纹，测得相邻两明条纹中心的距离为2.27mm．试计算入射光的波长，如果所用仪器只能测量的距离，则对此双缝的间距有何要求？ 分析：由明纹位置公式求解。 解：在屏幕上取坐标轴，坐标原点位于关于双缝的对称中心。屏幕上第级明纹中心的距坐标原点距离： 可知 代入已知数据，得 对于所用仪器只能测量的距离时 15-2.在杨氏双缝实验