光电技术第二章习题
第二章习题(带答案)
第二章判断题F 1 CPU中的控制器用于对数据进行各种算术运算和逻辑运算。
（判断）T 2 CPU主要由运算器、控制器和寄存器组三部分组成。
（判断）F 3 PCI总线常用于连接高速外部设备的I/O控制器，它包含有128位的数据线。
（判断）T 4 PC机采用I/O总线结构有很多优点，例如，简化了系统设计、便于系统的扩充升级。
（判断）T 5 PC机常用的输入设备为键盘、鼠标，常用的输出设备有显示器、打印机。
（判断）F 6 PC机的常用外围设备，如显示器、硬盘等，都通过PCI总线插槽连接到主板上。
（判断）F 7 PC机可以连接多种I/O设备，不同的I/O设备往往需要使用不同的I/O接口，而同一种I/O接口只能连接同一种设备。
（判断）F 8 PC机中常用外围设备的I/O控制器都必须做成适配卡插在主板上的PCI总线插槽中。
（判断）T 9 PC机中所有部件和设备都以主板为基础进行安装和互相连接，主板的稳定性影响着整个计算机系统的稳定性。
（判断）F 10 当前正被CPU执行的程序必须全部保存在高速缓冲存储器（Cache）中。
（判断）T 11 高速缓存（Cache）可以看作主存的延伸，与主存统一编址，接受CPU的访问，但其速度要比主存高得多。
（判断）T 12 光学鼠标具有速度快，准确性和灵敏度高，不需要专用衬垫，在普通平面上皆可操作等优点，是目前流行的一种鼠标器。
（判断）T 13 计算机系统中I/O设备的种类多，性能相差很大，与计算机主机的连接方法也各不相同。
（判断）F 14 键盘中的F1~F12控制键的功能是固定不变的。
（判断）F 15 随着计算机的不断发展，市场上的CPU类型也在不断变化，但它们必须采用相同的芯片组。
（判断）F 16 系统维护过程中，为了适应软硬件环境的变更而对应用程序所做的适当修改称为完善性维护。
（判断）适应性维护F 17 由于计算机通常采用“向下兼容方式”来开发新的处理器，所以，Pentium和Core 系列的CPU都使用相同的芯片组。
光电子技术及应用(第2版)章节习题及自测题参考答案
光电子技术及应用（第2版）章节习题及自测题参考答案第一章习题参考答案一、单选题1.ABCD2.ABC3.ABC4.D5.B6.C7.B8.B9. A 10.A二、填空题11.500，30012.无线电波，.红外光，可见光和紫外光，X 射线，γ射线13.0.77---1000μm ，近红外，中红外和远红外14.泵浦源，谐振腔和激活介质15.频率，相位，振幅及传播方向16.受激辐射，实现粒子数反转，谐振腔；方向性好，相干性好，亮度高 17.935μm18.919.125103.1--⋅⋅⨯s m kg20.三、计算题21.解：（1）根据距离平方反比定律2/R I E e e =，太阳的辐射强度为sr W R E I e e /10028.3252⨯==。
得到太阳的总功率为W I e e 26108.34⨯==Φπ（2）太阳的辐射亮度为()sr cm W A I L e ./10989.127⨯== 太阳的辐射出射度为27/1025.6m W L M e e ⨯==π 太阳的温度为K M T e 57614==σ22.解：222z r r ='=，22cos cos z r z+'='=θθ，r d r dS '∆'=ϕ 由：2cos cos r BdS S d d dE θθ'='Φ'=2202222022)(2cos 2z R RB z r r d r z B r d r r B E R R+=+'''=''=⎰⎰ππθπ 23.解：设相干时间为τ，则相干长度为光束与相干时间的乘积，即c L c ⋅=τ 根据相干时间和谱线宽度的关系c L c v ==∆τ1 又因为00γλλv ∆=∆，λc v =0，nm 8.6320=λ由以上各关系及数据可以得到如下形式：单色性=101200010328.6108.632-⨯===∆=∆nm nm L v v c λλλ 24.证明：若t=0时刻，单位体积中E 2能级的粒子数为n 20，则单位体积中在t→t+dt 时间内因自发辐射而减少的E2能级的粒子数为：2122122120A t dn A n dt A n e dt --==故这部分粒子的寿命为t ，因此E2能级粒子的平均寿命为212120020211A t tA n e dtn A τ∞-==⎰ 25.解：设两腔镜1M 和2M 的曲率半径分别为1R 和2R ，121m,2m R R =-=工作物质长0.5m l =，折射率 1.52η=根据稳定条件判据：（1） 其中（2） 由（1）解出2m 1m L '>>由（2）得所以得到： 2.17m 1.17m L >>第二章习题参考答案011 1 21L L ''⎛⎫⎛⎫<-+< ⎪⎪⎝⎭⎝⎭() l L L l η'=-+10.5(1)0.171.52L L L ''=+⨯-=+一、选择题1.ABCD2.D3.ABCD4.AC5.ABCD6.A7.A8.A9.A 10. B二、 是非题911.√ 12.× 13.× 14.× 15.√ 16.√三、 填空题17.大气气体分子及气溶胶的吸收和散射；空气折射率不均匀；晶体介质的介电系数与晶体中的电荷分布有关，当晶体被施加电压后，将引起束缚电荷的重新分布，并导致离子晶格的微小形变，从而引起介电系数的变化，并最终导致晶体折射率变化的现象。
第二章 射线习题
第二章射线习题第一节射线一级习题是非题1.原子序数Z等于原子核中的质子数量。
（）2.为了使原子呈中性，原子核中的质子数必须等于核外的电子数。
（）3.当一个原子增加一个质子时，仍可保持元素的种类不变。
（）4.原子序数相同而原子量不同的元素，我们称它为同位素。
（）5.不稳定同位素在衰变过程中，始终要辐射γ射线。
（）6.当χ射线经过2个半价层后，其能量仅仅剩下最初的1/4。
（）7.Χ射线机产生Χ射线的效率比较高，大约有95%的电能转化为Χ射线的能量。
（）8.光电子又称为反冲电子。
（）9.当射线穿过三个半价层后，其强度仅剩下最初的1/8。
（）10.Χ射线与可见光本质上的区别仅仅是振动频率不同。
（）11.标识Χ射线的能量与管电压、管电流均无关，仅取决于靶材料。
（）12.高能Χ射线与物质相互作用的主要形式之一是瑞利散射。
（）13.Χ光管的有效焦点总是小于实际焦点。
（）14.Χ射线机中的焦点尺寸，应尽可能大，这样发射的Χ射线能量大，同时也可防止靶过份受热。
（）15.移动式Χ射线机只能室内小范围移动，不能到野外作业。
（）16.移动式Χ射线机有油冷和气冷两种绝缘介质冷却方式。
（）17.适宜探测厚度100mm以上钢试件γ源的是Co60，透宜探测厚度20mm以下钢试件的γ源是Ir192。
（）18.黑度定义为阻光率的常用对数值。
（）19.底片黑度D=1，即意味着透射光强为入射光强的十分之一。
（）20.用来说明管电压、管电流和穿透厚度关系曲线称为胶片特性曲线。
（）21.“潜象”是指在没有强光灯的条件下不能看到的影象。
（）22.射线照相主因对比度与入射线的能谱有关，与强度无关。
（）23.减小几何不清晰度的途径之一，就是使胶片尽可能地靠近工件。
（）24.使用γ射线源可以消除几何不清晰度。
（）25.对比度、清晰度、颗粒度是决定射线照相灵敏度的三个主要因数。
（）26.选择较小的射线源尺寸dr，或者增大焦距值F，都可以使照相Ug 值减小。
光电技术习题
管的电流灵敏度 Si＝0.4 μ A / μW ,其暗电流小于 0.2μ A ,三极管 3DG60C 的电流放大倍
数 β = 50 ，最高入射辐射功率为 400 μW 时的拐点电压UM = 10V 。求获得最大电压 输出时的 Re 值。若入射辐射功率由 400 μW 减少到 350 μW 时，输出电压变化量为多
⎜⎝ 3.不变⎟⎠
⎛1.大于 ⎞
4．
本征光电导
⎜ ⎜
2.等于
⎟ ⎟
非本征光电导，这是因为从吸收跃迁的结果来看
⎜⎝ 3.小于 ⎟⎠
⎛1.本征 ⎞
⎜ ⎝
2.非本征
⎟ ⎠
光电导同时产生
⎛1.不同
⎜ ⎝
2.相同
⎞ ⎟ ⎠
的自由电子和空穴的结果。
⎛1.高的多 ⎞
5．
对于所有纯净的半导体材料来说，
hν
比禁带宽度
各倍增极的电子收集率为 0.95，试计算具有 11 级倍增系统的放大倍数和阳极电流。（2） 设计前置放大电路，使输出的信号电压为 200mv，求放大器的有关参数，并画出原理 图。 解：(1)由题意可知：光电倍增管的放大倍数
G = 0.98 ×（ 0.95 × 4）11＝0.98 × 3.811＝2.3×106
Eg
⎜ ⎜
2.低的多⎟⎟
的光都是“透
⎜⎝ 3.差不多⎟⎠
明的”。
6． 已知本征半导体材料 Ge 在 295K 下，其禁带宽度 Eg＝0.67(eV)，现将其掺入杂质
Hg，在锗掺入汞后其成为电离能 Ei＝0.09（eV）的非本征半导体。试计算本征半导体
锗和非本征半导体锗掺汞所制成的光电导探测器的截至波长各为多少？
⎛1.光导效应 ⎞
3．
光电技术及应用习题答案
1章习题答案1 •什么是人眼的视见函数，明适应和暗适应分别是什么意思？答：由于光度测量依赖于人的视觉器官的生理特性，为了统一评价标准，引入了视见函数、也称光谱 光视效率的概念。
明适应是指正常人眼对亮度水平在几坎德拉每平方米以上的适应状态，处于明适应条件 卞的视觉叫明视觉。
正常人眼所适应的亮度水平在百分之几坎德拉每平方米以下的视觉叫暗视觉。
2. 试简述辐射量和光度量的区别。
答：对电磁辐射能量进行客观计量的学科称辐射度学，与之测量相关的物理量即为辐射量；考虑到人 眼的主观因素后的相应计量学科称为光度学；与之测量相关的即为光度量。
3. 试叙述光度量中几个光学量之间的关系。
答：几个光学量之间的关系可以如图1・3所示:4•什么是外光电效应？其代表器件是什么？答：在光的作用下，'金属或半导体材料中的电子吸收足够高的光子能量，逸出物体表面向外发射的现 彖叫做外光电效应，也叫光电发射效应。
它是真空光电器件光电阴极工作的物理基础。
其代表器件是真空 光电管，或倍增光电管。
5•什么是光生伏特效应？光伏器件有哪些，试叙述其各自的应用场合。
答：光生伏特效应是基于半导体PN 结基础上的一种将光能转换成电能的效应。
光伏器件有光电二极管、光电三极管、硅光电池等等。
6. 简述光源的分类。
答：光源可以分为自然（天然）光源和人造光源。
人造光源又可以分为物理光源和电光源。
物理光源 主要是从人工取火开始，到后来的油灯、蜡烛等。
而1879年爱迪生发明的白炽灯则开启了电光源的时代。
光源的分类如图1J1所示。
（热辐射型（白炽灯、卤铛灯）3气体就:电型（汞灯、钠灯、金卤灯，等） 光致发光型（荧光灯）2＜电致发光型（LED 、LD ） a7. 试比较气体发光型光源和热辐射型光源的不同和相同之处。
答：两者的不同之处在于：气体放电光源是利用气体放电的发光原理制成的，如高压汞灯、高压钠灯、 金属卤化物灯等。
热辐射光源是发光物体在热平衡状态下，使热能转变为光能的光源，如白炽灯，卤钩灯 等。
光电技术自测题
光电技术自测题(全)(总13页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--光电技术复习题第一部分自测题一、多项选择题1.下列选项中的参数与接收器有关的有（ AD ）A．曝光量 B.光通量 C.亮度 D.照度2.光电探测器中的噪声主要包括（ ABCDE ）A．热噪声 B.散粒噪声 C.产生复合噪声 f噪声 E 温度噪声3.光电技术中应用的半导体对光的吸收主要是（ AB ）A．本征吸收 B.杂质吸收 C.激子吸收 D.自由载流子吸收 E 晶格吸收二、单项选择题1.被光激发产生的电子溢出物质表面，形成真空中的电子的现象叫做（B）A．内光电效应 B. 外光电效应 C.光生伏特效应 D.丹培效应2.当黑体的温度升高时，其峰值光谱辐射出射度所对应的波长的移动方向为（A）A.向短波方向移动B.向长波方向移动C.不移动D.均有可能3.已知某He-Ne激光器的输出功率为8mW，正常人眼的明视觉和暗视觉最大光谱光是效能分别为683lm/W和1725lm/W，人眼明视觉光谱光视效率为，则该激光器发出的光通量为（D）半导体（A）电子吸收光子能量跃迁入（），产生电子—空穴对的现象成为本征吸收。
A.价带，导带B.价带，禁带C.禁带，导带D.导带，价带5.一个电阻值为1000欧姆的电阻，在室温下，工作带宽为1Hz时，热噪声均方电压为(B)A 3nVB 4nVC 5nVD 6nV6.用照度计测得某环境下的照度值为1000lx，该环境可能是（B）A阳光直射 B阴天室外 C 工作台 D 晨昏蒙影7.已知某辐射源发出的功率为1W ，该波长对应的光谱光视效率为，则该辐射源辐射的光通量为（B ）A 683lm C 1276lm D 638lm8.为了描述显示器的每个局部面元在各个方向的辐射能力，最适合的辐射度量是 （D ）A 辐射照度B 辐射强度C 辐射出度D 辐射亮度9. 电磁波谱中可见光的波长范围为(A)~ B ~1um C 1~3um D 8~12um10. 已知一束激光功率为30mW 、波长为，普朗克常数S h ⋅⨯=J 10626.634-则该激光束的光子流速率N 为（A ）。
科学出版社 江文杰编著《光电技术》习题答案
4-7 说明 PIN 管、雪崩光电二极管的工作原理和各自特点。PIN 管的频率特性为什么比普通 光电二极管好? 答：（一）PIN 光电二极管
工作原理：PIN 光电二极管是一种快速光电二极管，PIN 光电二极管在掺杂浓度很高的 P 型半导体和 N 型半导体之间夹着一层较厚的高阻本征半导体 I，其基本原理与光电二极管 相同。但由于其结构特点，PIN 光电二极管具有其独特的特性。如下图所示。
=
SΦ m
R1 RL
=
SΦ m
Rb Rb + RL
=
0.6 × 5 × 125 125 + 125
= 1.5μA
交流输出电压 UL 的有效值
UL = ILmRL / 2 = 1.5μA ×125kΩ/ 2 = 132.6mV
(3)上限截止频率
f HC
=
1 2πR1C1
=
1 2 × 3.14 × 125 ×103 × 6 ×10−12
科学出版社《光电技术》第 1 版习题与思考题及参考解答
第 4 章 光伏探测器
4-1 （1）证明：光电二极管输出的光电流 Ip = eηΦ0 / (hν ) ，式中：Ф0 为入射辐射功率，e
为电子电量，η为量子效率，hv 为入射光子能量；（2）通常光电二极管的内增益 M=1，不会 出现 M>1。试从光伏效应的机理上加以解释。
压，负载电阻 50Ω 自身的噪声电压）：
U
2 in
=
2eiΔf
⋅
R2
+
4kT Δf
⋅
R
=
《光电子技术》章节练习题及答案
《光电⼦技术》章节练习题及答案第⼀章⼀、填空题1、⾊温是指在规定两波长处具有与热辐射光源的辐射⽐率相同的⿊体的温度。
其并⾮热辐射光源本⾝的温度。
2、⾃发跃迁是指处于⾼能级的⼀个原⼦⾃发地向低能级跃迁，并发出⼀个光⼦的过程。
受激跃迁是指处于⾼能级态的⼀个原⼦在⼀定的辐射场作⽤下跃迁⾄低能级态，并辐射出⼀个与⼊射光⼦全同的光⼦的过程。
3、受激辐射下光谱线展宽的类型分为均匀展宽和⾮均匀展宽，其中均匀展宽主要⾃然展宽、碰撞展宽、热振动展宽，⾮均匀展宽主要有多普勒展宽与残余应⼒展宽。
4、常见的固体激光器有红宝⽯激光器、钕激光器或钛宝⽯激光器（写出两种），常见的⽓体激光器有 He-Ne激光器、CO激光器或Ar+激光器（写2出两种）。
5、光是⼀种以光速运动的光⼦流，光⼦和其它基本粒⼦⼀样，具有能量、动量和质量；其静⽌质量为 0 。
6、激光与普通光源相⽐具有如下明显的特点：⽅向性好、单⾊性好、相⼲性好，强度⼤。
7、设⼀个功率100W的灯泡向各个⽅向辐射的能量是均匀的，则其辐射强度为100/4π W/sr。
8、设⼀个功率100W的灯泡向各个⽅向辐射的能量是均匀的，则其在1m远处形成的辐射照度为100/4π W/m2。
9、设⼀个功率100W的灯泡向各个⽅向辐射的能量是均匀的，则其在2m远处形成的辐射照度为100/16π W/m2。
⼆、解答题1、简述光⼦的基本特性（10分）[答]：光是⼀种以光速运动的光⼦流，光⼦和其它基本粒⼦⼀样，具有能量、动量和质量。
它的粒⼦属性（能量、动量、质量等）和波动属性（频率、波⽮、偏振等）之间的关系满⾜：（1）ωνη==h E ；（2）22c h c E m ν==，光⼦具有运动质量，但静⽌质量为零；（3） k P ?η?=；（4）、光⼦具有两种可能的独⽴偏振态，对应于光波场的两个独⽴偏振⽅向；（5）、光⼦具有⾃旋，并且⾃旋量⼦数为整数，是玻⾊⼦。
2、简述激光产⽣的条件、激光器的组成及各组成部分的作⽤。
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时快门的开启时间。 12 试分析如图 2-20(a)和(b)所示的放大电路中，光敏电阻的作用。
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已知某光敏电阻在 500lx 的光照下的阻值为 550 ， 而在 700lx 的光照下的阻 值为 450 。试求该光敏电阻在 550lx 和 600lx 光照下的阻值？ 在如图所示的电路中， 已知 Rb 820 ， Re 3.3k,U w 4V ， 光敏电阻为 R p ， 当光照度为 40lx 时输出电压为 6V，80lx 时为 9V。设该光敏电阻在 30~100lx 之间的 值不变。试求：
（2）在测量某光电导器件的 值时，背景光照度越强，其 值越小。 （）
（3）光敏电阻的恒压偏置电路比恒流偏置电路的电压灵敏度要高一些。 （） （4）光敏电阻的阻值与环境温度有关，温度升高光敏电阻的阻值也随之升高。
（5）光敏电阻的前例效应是由于被光照过后所产生的光生电子与空穴的复合需要很长的时 间，而且，随着复合的进行，光生电子与空穴的浓度与复合几率不断地减小，使得光敏电阻 恢复被照前的阻值需要很长时间这一特性的描述。 （） 10 在如图 2-16 所示的火灾探测报警器电路中，设 U bb 12V ,其他电路参数如图中所示，若 PbS 光敏电阻的暗电阻值为 1 M ，在辐照度为 1 mW / cm 情况下的亮电阻阻值为
2
0.2 M 。问前置放大器 VT1 集电极电压的变化量为多少？ 11 如 图 2-17 所 示 的 照 相 机 快 门 自 动 控 制 电 路 中 ， 设 U bb 12V ， Rw1 5.1k ，
Rw 2 8.2k ， C1 1F ,CdS 光敏电阻在 1 lx 时的阻值约为 15 k 。求景物照度为 llx
3
4
在如图所示的照明灯控制电路中，将上题所ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ的 CdS 光敏电阻用作光电传感 器，若已知继电器绕组的电阻为 5 K ，继电器的吸合电流为 2mA，电阻 R 1K 。求为使继电器吸合所需要的照度。要使继电器在 3lx 时吸合，问 应如何调整电阻器 R？
5
设某光敏电阻在 100lx 的光照下的阻值为 2 K ，且已知它在 90~120lx 范围 内的 0.9 。试求该光敏电阻在 110lx 光照下的阻值？
（1） 输出电压为 8V 时的照度。
（2） 若 Re 增加到 6 k ，输出电压仍然为 8V，求此时的照度。 （3） 若光敏面上的照度为 70lx，求 Re 3.3k 与 Re 6k 时输出的电压。 （4） 求该电路在输出电压为 8V 时的电压灵敏度。
8 试设计光敏电阻的恒压偏置电路，要求光照变化在 100~150lx 范围内的输出 电压的变化不小于 2V，电源电压为 12V，所用光敏电阻可从表 2-1 中查找。 9 试判别下列结论，正确的在括号里填 T，错误的填 F。 （1） 光电导器件在方波辐射的作用下， 其上升时间大于下降时间。 （）
光电技术第二章
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试说明为什么本征光电导器件在越微弱的辐射作用下，时间响应越长，灵敏 度越高。 对于同一种型号的光敏电阻来讲，在不同光照度和不同环境温度下，其光电 导灵敏度与时间常数是否相同？为什么？如果照度相同而温度不同时情况又 会如何？ 设某只 CdS 光敏电阻的最大功耗为 30mW， 光电导灵敏度 S g 0.5 10 6 S / lx ， 暗电导 g 0 0 。试求当 CdS 光敏电阻上的偏置电压为 20V 时的极限照度。