光电成像原理复习指南(含答案)
光电期末复习题答案

光电期末复习题答案一、选择题1. 光电效应中,光电子的最大初动能与入射光的频率成正比,与入射光的强度无关。
(对)2. 激光的单色性、相干性和方向性都非常好,因此激光在精密测量和通信领域有着广泛的应用。
(对)3. 光的偏振现象表明光是一种横波。
(对)4. 光的干涉和衍射现象都可以产生明暗相间的条纹,但干涉条纹是稳定的,衍射条纹则不稳定。
(错)5. 光纤通信利用的是光的全反射原理。
(对)二、填空题1. 光电效应中,光电子的最大初动能与入射光的频率成正比,与入射光的强度无关。
2. 激光的单色性、相干性和方向性都非常好,因此激光在精密测量和通信领域有着广泛的应用。
3. 光的偏振现象表明光是一种横波。
4. 光的干涉和衍射现象都可以产生明暗相间的条纹,但干涉条纹是稳定的,衍射条纹则不稳定。
5. 光纤通信利用的是光的全反射原理。
三、简答题1. 简述光电效应的基本原理。
答:光电效应是指光照射到金属表面时,金属会释放出电子的现象。
当光的频率高于金属的逸出功对应的频率时,光子的能量足以使电子克服金属的束缚力而逸出,形成光电子流。
光电子的最大初动能与入射光的频率成正比,与入射光的强度无关。
2. 激光有哪些主要应用?答:激光的主要应用包括:精密测量、光纤通信、医疗治疗、工业加工、科研实验等。
激光的高亮度、高单色性和高相干性使其在这些领域中具有独特的优势。
3. 什么是光的偏振现象?答:光的偏振现象是指光波在传播过程中,电场矢量在某一特定方向上的振动。
只有当光波的电场矢量在某一平面内振动时,才能通过偏振片。
偏振现象表明光是一种横波,因为只有横波才能产生偏振现象。
4. 光的干涉和衍射现象有何区别?答:光的干涉现象是指两束或多束相干光波相遇时,由于光波的相位差而产生的光强增强或减弱的现象。
干涉条纹是稳定的,可以产生明暗相间的条纹。
而光的衍射现象是指光波在遇到障碍物或通过狭缝时,由于光波的弯曲而产生的光强分布变化。
衍射条纹则不稳定,随着观察位置的不同而变化。
光电成像原理与技术考试要点.pdf

光电成像原理与技术考试要点第一章:1.试述光电成像技术对视见光谱域的延伸以及所受到的限制。
答:[1]电磁波的波动方程该方程电磁波传递图像信息物空间和像空间的定量关系,通过经典电磁场理论可以处理电磁波全部的成像问题[2]收到的限制:当电磁波的波长增大时,所能获得的图像分辨力将显著降低。
对波长超过毫米量级的电磁波而言,用有限孔径和焦距的成像系统所获得的图像分辨力将会很低。
因此实际上己排除了波长较长的电磁波的成像作用。
目前光电成像对光谱长波阔的延伸仅扩展到亚毫米波成像。
除了衍射造成分辨力下降限制了将长波电磁波用于成像外,用于成像的电磁波也存在一个短波限。
通常把这个短波限确定在X 射线(Roentgen 射线)与y 射线(Gamma 射线)波段。
这是因为波长更短的辐射具有极强的穿透能力,所以,宇宙射线难以在普通条件下聚焦成像。
2. 光电成像技术在哪些领域得到广泛的应用?光电成像技术突破了人眼的哪些限制?答:[1]应用:(1)人眼的视觉特性(2)各种辐射源及目标、背景特性(3)大气光学特性对辐射传输的影响(4)成像光学系统(5)光辐射探测器及致冷器(6)信号的电子学处理(7)图像的显示[2]突破了人眼的限制:(1)可以拓展人眼对不可见辐射的接受能力(2)可以拓展人眼对微弱光图像的探测能力(3)可以捕捉人眼无法分辨的细节(4)可以将超快速现象存储下来3. 光电成像器件可分为哪两大类?各有什么特点?答:[1]直视型:用于直接观察的仪器中,器件本身具有图像的转换、增强及显示等部分,可直接显示输出图像,通常使用光电发射效应,也成像管.[2]电视型:于电视摄像和热成像系统中。
器件本身的功能是完成将二维空间的可见光图像或辐射图像转换成一维时间的视频电信号使用光电发射效应或光电导效应,不直接显示图像.4. 什么是变像管?什么是像增强器?试比较二者的异同。
答:[1]变像管:接收非可见辐射图像,如红外变像管等,特点是入射图像和出射图像的光谱不同。
光电成像原理与技术

第一章 绪论
1.1 关于光电成像技术
什么是光电成像技术
AN/AVS-9
AN/PVS-7D
什么是光电成像技术
AN/AVS-9
AN/PVS-7D
什么是光电成像技术
• 以光电子理论、半导体物理和光电转换技术为基础,通 过各类光电成像器件将景物三维的自然反射、辐射转 换 成完成二维景物图像的技术。
长波限:亚毫米波成像(THz波段),分辨率低 短波限:X射线(Roentgen射线) 射线(Gamma射线)
具有强穿透力 (宇宙射线难以在普通条件下成像) 光电成像电磁波谱范围:无线电超短波到射线 有效波谱:亚毫米波、红外辐射、可见光、紫外辐射、X射线、 射线
1.1 关于光电成像技术
1.1.2 光电成像技术的分类与应用 领域
作
用
距
离
热痕成像
远
可透过伪装和复杂背景
红外热成像应用领域
❖ 军事应用 ❖警用安防 ❖电力 ❖冶金 ❖石化 ❖制造业
在线过程监控
❖ 建筑检测 ❖食品检测 ❖ 消防救援、海上搜救 ❖ 科研研究、遥感监测 ❖ 动物研究与诊疗 ❖ 医疗诊断、运动康复
红外热成像应用领域
❖ 军事应用
红外热成像应用领域
❖ 警用安防
光电成像技术的本质-扩展人眼的视觉性能
❖ 视见光谱域的延伸(图像变换技术) ❖ 视见灵敏阈的扩展(图像增强技术) ❖ 视见响应时间的拓展 (图像记录、存储技术) ❖ 视见距离的延伸 (图像传输技术) ❖ 视见分辨力的提升(同时使用图像增强与视角放大,提升对比度)
视见光谱域的延伸——受到一定限制
d 0.61 nsin( )
小结
❖ 光电成像技术通过图像增强、变换、记录、存储、传输等技术 手 段,从视觉灵敏度上光谱响应范围上、时间上、空间上纷纷 拓展 了人眼视觉的局限,广泛应用于人类生活的各个领域。
光电技术复习第二章答案免费范文精选

第二章光电导效应,代表器件—光敏电阻,特征:光敏电阻在微弱辐射作用下的光电导灵敏度与光敏电阻两个电极间距离的平方成反比,是以多子为主导参与导电典型光敏电阻:--CdS(硫化镉)光敏电阻,最常见,光谱响应最接近人眼光谱光视效率,在可见光波段灵敏度最高,--PbS(硫化铅)光敏电阻,近红外波段最灵敏--InSb(锑化铟)光敏电阻,InSb光敏电阻是3~5μm光谱范围内的主要探测器件之一 --Hg1-xCdxTe(碲镉汞)系列光电导探测器件,目前所有红外探测器中性能最优良最有前途的探测器件,尤其是对于4~8μm大气窗口波段辐射的探测更为重要基本特性:☆无光照时为暗态,此时材料具有暗电导;☆有光照时为亮态,此时具有亮电导。
☆亮电导与暗电导之差称为光电导。
☆如果给半导体材料外加电压,通过的电流有暗电流与亮电流之分。
☆亮电流与暗电流之差称为光电流。
gP?gL?gd光电导光电流IP=IL?Id光电特性:总公式IP?gpU?USgE称为光电转换因子--入射辐射较弱时,γ=1,IP--入射辐射很强时,γ=0.5光敏电阻阻值与光辐射的关系——?gPU?USgE IP1-SgEgp?SgER?E USg 取对数为,R?1SgE-lgR?-lgSg-?lgE斜率为-γ的一条直线,lgR1-lgR2lgE2-lgE1伏安特性1、在给定偏压下,光照度较大,光电流也越大。
2、在一定的光照度下,所加的电压越大,光电流越大,而且无饱和现象。
3、超过额定功耗,可能导致光敏电阻永久性损坏温度特性随着温度的升高,光敏电阻的暗电阻和灵敏度下降,光谱特性曲线的峰值向短波的方向移动时间响应光敏电阻的时延特性——当光敏电阻受到脉冲光照射时,光电流要经过一段时间才能达到稳定值,而在停止光照后,光电流也不立刻为零前例效应——光敏电阻的暗电阻与其检测前是否被曝光有关噪声特性--热噪声(约翰逊噪声),存在于任何电阻中,与温度成正比,与频率无关,随调制频率升高而减小,与光敏电阻阻值成反比--产生复合噪声,起伏--低频噪声(1/f噪声或闪烁噪声),频率越低,噪声越大光谱特性--光谱响应主要与光敏材料的禁带宽度、杂质电离能、材料参杂比与杂质浓度有关。
《光电成像基本知识与技术》(北理工版)课后题目解析

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成像原理考试题及答案

成像原理考试题及答案一、单项选择题(每题2分,共20分)1. 光的波动性是由哪位科学家首次提出的?A. 牛顿B. 惠更斯C. 爱因斯坦D. 麦克斯韦答案:B2. 以下哪种现象不属于光的干涉现象?A. 双缝实验B. 薄膜干涉C. 单缝衍射D. 迈克尔逊干涉仪答案:C3. 在显微镜中,物体位于物镜的哪个焦距范围内?A. 0.1倍焦距以内B. 1倍焦距以内C. 1倍焦距以外D. 2倍焦距以外答案:A4. 光学成像中,凸透镜的焦距越短,其放大倍数如何变化?A. 增大B. 减小C. 不变D. 无法确定答案:A5. 以下哪种材料不适用于制造光学镜片?A. 石英B. 玻璃C. 塑料D. 橡胶答案:D6. 光的偏振现象是由于光的哪种特性?A. 波动性B. 粒子性C. 量子性D. 干涉性答案:A7. 以下哪种颜色的光波长最长?A. 红色B. 黄色C. 绿色D. 蓝色答案:A8. 光学系统中,光圈的大小如何影响景深?A. 光圈越大,景深越深B. 光圈越小,景深越深C. 光圈大小不影响景深D. 光圈越大,景深越浅答案:B9. 以下哪种类型的镜头可以减少色散?A. 单凸透镜B. 双凸透镜C. 复合透镜D. 凹透镜答案:C10. 人眼的视敏度最高区域位于视网膜的哪个部位?A. 黄斑区B. 视网膜周边区C. 视神经盘D. 视网膜中央凹答案:D二、填空题(每空1分,共10分)1. 光的折射定律表明,入射角和折射角的正弦之比等于两种介质的______之比。
答案:折射率2. 光学显微镜的分辨率极限是由______决定的。
答案:光的波长3. 望远镜的放大倍数等于物镜的焦距与目镜的焦距之______。
答案:比4. 光的衍射现象表明,光可以绕过障碍物继续传播,这种现象的发现者是______。
答案:弗雷斯内尔5. 在光学成像中,当物体距离透镜的距离大于透镜的______时,可以在透镜的另一侧形成倒立的实像。
答案:焦距三、简答题(每题10分,共20分)1. 简述光的干涉现象及其应用。
光电复习材料
注意:①不缺考、不迟到、不作弊、不早退(60分内离开考室者不及格)、不留空白;一、1、大气中吸收太阳辐射的主要成分是、、、和甲烷等,对长波辐射的主要吸收成分是、和臭氧。
2、是利用二次电子发射性质来完成电子图像的倍增的。
3、人眼的视觉分为哪三种响应分为、、三种响应。
4、目标搜索的约翰逊准则把探测水平分为、、和辨别四个等级。
5、双反射镜系统中,往往存在一个主反射镜,一个次反射镜,次反射镜在系统中的作用是。
6、反映光电成像系统光电转换能力的参数有、、和截止波长。
7、Johnson准则把目标的探测等级分为4等,其中:意味着在视场中发现一个目标,意味着可将目标大致分类,意味着可区分目标的型号和其他细节特征;这三者探测等级实现概率为50%时,对应地在目标临界尺寸上,可分辨的等效条带的周期数目应分别是、、。
1、氧气、二氧化硫、水汽、一氧化碳、水汽、一氧化碳2、自己找课本3、明响应、暗响应、中介响应4、探测、定向、识别5、自己找课本6、转换系数、光灵敏度、峰值幅度7、自己找课本二、1、下面说法错误的是()。
A、CCD最突出的特点是以电荷作为信号B、CID可工作在非破坏性读出方式C、CID的光敏单元结构和CCD相似D、CCD可实现随机读取方式2、光穿越声波传播的介质是,产生拉曼-纳斯衍射,下列说法错误的是()。
A、光波平行于声波面入射B、声光相互作用长度较短C、同级次衍射光光强度相等D、声波的频率较高3、下列谱段中光电成像系统中常用的大气窗口有()。
A、3~5μmB、1~3μmC、0.38~0.76μmD、8~14μm4、像管中()的出现和使用,分别成为了各代像管出现的标志性部件。
A、负电子亲和势阴极B、电子光学系统C、微通道板MCPD、光纤面板5、下列像管的性能指标( )的值越高,像管的成像质量越好。
A、增益系数B、等效背景照度C、畸变D、品质因数6、若采用6边旋转反射镜转鼓及8元探测器的并扫,则产生与我国广播电视扫描制式相同的视频信号时,行扫电机的转速为()A、651周/sB、325.5周/sC、299周/sD、599周/s7、晴朗的天空呈现蓝色,这主要是由于大气对可见光的()作用。
物理成像复习题加答案
物理成像复习题加答案1. 光的反射定律是什么?- 答案:光的反射定律包括两个方面:入射光线、反射光线和法线都在同一平面上;入射角等于反射角。
2. 平面镜成像的特点有哪些?- 答案:平面镜成像的特点包括:虚像、像与物体大小相等、像与物体到镜面的距离相等、像与物体的连线与镜面垂直。
3. 凸透镜成像的规律是什么?- 答案:当物体距离凸透镜大于两倍焦距时,成像为倒立、缩小的实像;当物体距离凸透镜在两倍焦距和焦距之间时,成像为倒立、放大的实像;当物体距离凸透镜小于焦距时,成像为正立、放大的虚像。
4. 凹透镜成像的特点是什么?- 答案:凹透镜总是形成正立、缩小的虚像。
5. 什么是光的折射现象?折射定律是什么?- 答案:光的折射现象是指光从一种介质进入另一种介质时,其传播方向发生改变的现象。
折射定律是斯涅尔定律,即入射光线、折射光线和法线都在同一个平面上,且入射角和折射角的正弦比等于两种介质的折射率之比。
6. 全反射现象的条件是什么?- 答案:全反射现象发生在光从折射率较高的介质向折射率较低的介质传播时,且入射角大于临界角。
7. 衍射现象产生的条件是什么?- 答案:衍射现象发生在光波通过一个尺寸与波长相近或者比波长小的障碍物或孔隙时。
8. 干涉现象是如何产生的?- 答案:干涉现象产生于两束或多束相干光波相遇时,它们的波峰和波谷相互叠加,形成加强或减弱的光强分布。
9. 什么是临界角?如何计算?- 答案:临界角是光从一种介质进入另一种介质时,折射角达到90度时的入射角。
计算公式为:\[ \sin(\text{临界角}) =\frac{n_2}{n_1} \],其中\( n_1 \)和\( n_2 \)分别是两种介质的折射率。
10. 如何利用光的成像原理解释日食和月食现象?- 答案:日食和月食现象可以通过光的直线传播原理来解释。
当月球位于地球和太阳之间时,月球遮挡了部分或全部太阳光,地球上的观察者会看到日食。
而当地球位于太阳和月球之间时,地球的影子投射到月球上,形成月食。
光电子技术学-光电成像原理
一、光电成像系统的基本结构
1、光电成像系统的类型 按照接收系统对景物分解的方式,光电成
像系统的类型可以分为光机扫描、电子束扫描、 固体自扫描三种。
2、光机扫描 采用单元探测器成像时,要采用光机扫描机
构。 3
系统需要观察的A视B场 (: 较大 300: 200) 探测器所对应的场 空( 间瞬 视时视场):
(4)8至14μm波段的红外光学系统必须考虑 衍射效应的影响。
(5)在各种气象条件下或在抖动和振动条件 下,具有稳定的光学性能。
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鉴于上述特点,设计红外光学系统时,应遵 循下列原则:
(1)光学系统应对所工作的波段有良好的透 过性能。
(2)光学系统在尺寸、像质和加工工艺许可 的范围内,应具有尽可能大的相对孔径,以 保证系统有高的灵敏度。
料中,只有几种材料有必需的机械性能,并能
得到一定的尺寸,如锗、硅等,这就大大限制
了透镜系统在红外光学系统设计中的应用,使
反射式和折反射式光学系统占有比较重要的地
位。
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(2)为了探测远距离的微弱目标,红外光学 系统的孔径一般比较大。
(3)在红外光学系统中广泛使用各类扫描器, 如平面反射镜、多面反射镜、折射棱镜及光楔 等。
8
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二、光学系统中的光阑
1. 孔径光阑 2. 视场光阑 3. 渐晕光外成像光学系统的主要参数
1. 焦距f′
决定光学系统的轴向尺寸,f′越大,所成的像 越大,光学系统一般也越大。
2. 相对孔径D/f′
相对孔径定义为光学系统的入瞳直径D与焦距
f′之比,相对孔径的倒数叫F数,
1. 红外物镜系统 (1)透射式红外光学系统 优点:无挡光,加工球面透镜较容易,通过光学 设计易消除各种像差。 缺点:光能损失较大,装配调整比较困难。
光电成像原理
光电成像原理光电成像是一种利用光电传感器将光学图像转换为电信号的技术。
光电成像技术在现代社会中得到了广泛的应用,例如在摄像机、照相机、红外夜视仪、医学影像设备等领域都有着重要的作用。
本文将介绍光电成像的原理及其在实际应用中的重要性。
光电成像的原理主要包括光学成像和光电转换两个方面。
光学成像是指利用透镜或反射镜将物体的光学图像投射到光电传感器上,而光电传感器则将光信号转换为电信号。
在光学成像中,透镜或反射镜起着关键的作用,它们能够将光线聚焦或反射,从而形成清晰的光学图像。
而光电传感器则能够将光信号转换为电信号,这一过程是通过光电效应来实现的,当光线照射到光电传感器上时,光子的能量被转化为电子的能量,从而产生电流或电压信号。
这些电信号经过放大、处理和转换之后,最终被用来生成数字图像或视频。
光电成像技术在实际应用中有着广泛的用途。
在摄像机和照相机中,光电成像技术能够将现实世界中的光学图像转换为电子图像,从而实现图像的捕捉和记录。
在红外夜视仪中,光电成像技术能够利用红外光线来实现夜间观测,这在军事、安防和夜间救援等领域有着重要的应用。
在医学影像设备中,光电成像技术能够将人体组织的光学特性转换为电信号,从而实现对人体内部结构和病变的观测和诊断。
除此之外,光电成像技术还在航天、航空、地质勘探、生物科学等领域有着重要的应用。
总的来说,光电成像技术是一种将光学图像转换为电信号的重要技术,它在现代社会中有着广泛的应用。
光电成像的原理包括光学成像和光电转换两个方面,通过透镜或反射镜将光学图像投射到光电传感器上,并将光信号转换为电信号。
在实际应用中,光电成像技术在摄像机、照相机、红外夜视仪、医学影像设备等领域发挥着重要的作用。
随着科技的不断进步,光电成像技术将会得到进一步的发展和应用,为人类的生活和工作带来更多的便利和可能性。
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特此感谢为完善本文档所做出贡献的各位大哥。
(页码标的是白廷柱、金伟其编著的光电成像原理与技术一书)1.光电成像系统有哪几部分组成试述光电成像对视见光谱域的延伸以及所受到的限制(长波限制和短波限制)。
(辐射源,传输介质,光学成像系统,光电转换器件,信息处理装置。
P2-4)答:辐射源,传输介质,光学成像系统,光电转换器件,信息处理装置。
[1]电磁波的波动方程该方程电磁波传递图像信息物空间和像空间的定量关系,通过经典电磁场理论可以处理电磁波全部的成像问题[2]收到的限制:当电磁波的波长增大时,所能获得的图像分辨力将显著降低。
对波长超过毫米量级的电磁波而言,用有限孔径和焦距的成像系统所获得的图像分辨力将会很低。
因此实际上己排除了波长较长的电磁波的成像作用。
目前光电成像对光谱长波阔的延伸仅扩展到亚毫米波成像。
除了衍射造成分辨力下降限制了将长波电磁波用于成像外,用于成像的电磁波也存在一个短波限。
通常把这个短波限确定在X 射线(Roentgen 射线)与y 射线(Gamma 射线)波段。
这是因为波长更短的辐射具有极强的穿透能力,所以,宇宙射线难以在普通条件下聚焦成像。
2.光电成像技术在哪些领域得到广泛的应用光电成像技术突破了人眼的哪些限制(P5) 答:[1]应用:(1)人眼的视觉特性(2)各种辐射源及目标、背景特性(3)大气光学特性对辐射传输的影响(4)成像光学系统(5)光辐射探测器及致冷器(6)信号的电子学处理(7)图像的显示[2]突破了人眼的限制:(1)可以拓展人眼对不可见辐射的接受能力(2)可以拓展人眼对微弱光图像的探测能力(3)可以捕捉人眼无法分辨的细节( 4)可以将超快速现象存储下来3.光电成像器件可分为哪两大类各有什么特点(P8)固体成像器件主要有哪两类(P9,CCD CMOS)~答:[1]直视型:用于直接观察的仪器中,器件本身具有图像的转换、增强及显示等部分,可直接显示输出图像,通常使用光电发射效应,也成像管.[2]电视型:于电视摄像和热成像系统中。
器件本身的功能是完成将二维空间的可见光图像或辐射图像转换成一维时间的视频电信号使用光电发射效应或光电导效应,不直接显示图像.电荷耦合器件,简称CCD;自扫描光电二极管阵列,简称SSPD,又称MOS图像传感器4.什么是像管由哪几部分组成(P8第一段后部)器件本身具有图像的转换、增强及显示等部分,它的工作方式是:通过外光电效应将入射的辐射图像转换为电子图像,而后由电场或电磁场的聚焦加速作用进行能量增强以及通过二次发射作用进行电子倍增,经过增强的电子图像轰击荧光屏,激发荧光屏产生可见光图像。
这样的器件通常称为像管。
基本结构包括有:光电发射体、电子光学系统、微通道板(电子倍增器件)、荧光屏以及保持高真空工作环境的管壳等。
5.像管的成像包括哪些物理过程其相应的物理依据是什么(P8第一段工作方式)(1)像管的成像过程包括3个过程A、将接收的微弱的可见光图像或不可见的辐射图像转换成电子图像B、使电子图像聚焦成像并获得能量增强或数量倍增C、将获得增强后的电子图像转换成可见的光学图像2)A过程:外广电效应、斯托列夫定律和爱因斯坦定律B过程:利用的是电子在静电场或电磁复合场中运动规律来获得能量增强;或者利用微通道板中二次电子发射来增加电子流密度来进行图像增强 C过程:利用的是荧光屏上的发光材料可以将光电子动能转换成光能来显示光学图像#6.什么是变像管什么是像增强器试比较二者的异同(P8第三四段)答:[1]变像管:接收非可见辐射图像,如红外变像管等,特点是入射图像和出射图像的光谱不同。
[2]像增强器:接收微弱可见光辐射图像,如带有微通道板的像增强器等,特点是入射图像极其微弱,经过器件内部电子图像能量增强后通过荧光屏输出人眼能够正常观看的光学图像。
[3]异同、相同点:二者均属于直视型光电成像器件。
不同点:主要是二者工作波段不同,变像管主要完成图像的电磁波谱转换,像增强器主要完成图像的亮度增强。
7.表征光电成像器件性能的参数有哪几类分别是什么反映光电成像系统光电转换能力的参数有哪些(P9 第一段)答:表征光电转换特性灵敏度响应率、转换系数增益等。
表征时间响应特性惰性余辉、脉冲响应函数、瞬时调制传递函数等。
表征噪声特性噪声、噪声等效输入如输入功率等、信噪比等。
表征光学成像特性分辨力、光学传递函数等。
不同的光电成像器件需针对其工作原理确定具体的评价参数。
光电转换能力的参数:[1]转换系数(增益)[2]光电灵敏度(响应度)-峰值波长,截止波长8.光电成像系统通常包括哪几种噪声(P14)答:主要包括:(1)散粒噪声(2)产生一复合噪声(3)温度噪声(4)热噪声(5)低频噪声(1/f 噪声)(6)介质损耗噪声(7)电荷藕合器件(CCD)的转移噪声9.人眼的视觉分为哪三种响应明暗适应各指什么(P31-32)答:[1]三种响应:明视觉、暗视觉、中介视觉。
人眼的明暗视觉适应分为明适应和暗适应[2]明适应:对视场亮度由暗突然到亮的适应,大约需要2~3 min [3]暗适应:对视场亮度由亮突然到暗的适应,暗适应通常需要45 min,充分暗适应则需要一个多小时。
10.何为人眼的绝对视觉阈、阈值对比度和光谱灵敏度(P32-34),答:[1]人眼的绝对视觉阈:在充分暗适应的状态下,全黑视场中,人眼感觉到的最小光刺激值。
[2]阈值对比度:时间不限,使用双眼探测一个亮度大于背景亮度的圆盘,察觉概率为50%时,不同背景亮度下的对比度。
[3]光谱灵敏度(光谱光视效率):人眼对各种不同波长的辐射光有不同的灵敏度(响应)。
11.试述人眼的分辨力的定义及其特点各是什么(P34-35)答:[1]定义:人眼能区分两发光点的最小角距离称为极限分辨角θ,其倒数为人眼分辨力。
[2]特点:眼睛的分辨力与很多因素有关,从内因分析,与眼睛的构造有关(此处不再讨论)。
从外因分析,主要是决定于目标的亮度与对比度,但眼睛会随外界条件的不同,自动进行适应,因而可得到不同的极限分辨角。
当背景亮度降低或对比度减小时,人眼的分辨力显著地降低。
于中央凹处人眼的分辨力最高,故人眼在观察物体时,总是在不断地运动以促使各个被观察的物体依次地落在中央凹处,使被观察物体看得最清楚。
12.简述下列定义: (1) 图像信噪比(P40-42,2-27相关);(2) 图像对比度(指的是一幅图像中明暗区域最亮的白和最暗的黑之间不同亮度层级的测量,即指一幅图像灰度反差的大小);(3)图像探测方程(P43下部)答:[1]图像信噪比:图像信号与噪声之比[2]图像对比度:指的是一幅图像中明暗区域最亮的白和最暗的黑之间不同亮度层级的测量,即指一幅图像灰度反差的大小。
[3]当关系式成立时,表明图像可探测到,反之将不能探测。
13.何为明视觉函数、暗视觉函数(人眼在明亮/黑暗环境中,对不同波长可见光的视觉)人眼在不同环境下的敏感波长分别是多少(明亮:555nm,黑暗:507nm)(P58)14.目标搜索的约翰逊准则把探测水平分为几个等级(四个等级)各是怎么定义的(P47表2-6)人眼的凝视时间和瞥见时间(P48下部倒数第二段)答:搜索时,人眼注视一点后迅速地移到另一点进行注视,这一过程称为扫视,固定的注视称为凝视,被凝视的点称为凝视中心,凝视时间称瞥见时间。
根据实验,通常人眼大约以每秒三点间断地移动,瞥见时间约为1/3 s 。
15.通常光辐射的波长范围可分为哪几个波段红外区(近红外区、短波红外区、中波红外区、长波红外和远红外区)波长范围是多少可见光区波长范围是什么(P54)16.什么是辐射度量与光度量试述辐射度量与光度量的联系和区别(P54-59)《答:光辐射度量在历史上形成了辐射度学和光度学两套度量系统。
辐射度学:是建立在物理测量的基础上的辐射能量客观度量,不受人眼主观视觉的限制,其概念和方法适用于整个光辐射范围(红外、紫外辐射等必须采用辐射度学)。
光度学:是建立在人眼对光辐射的主观感觉基础上,是一种心理物理法的测量,故只适用于电磁波谱中很窄的可见光区域。
关系:P59-P6017.根据物体的辐射发射率可将物体分为哪几种类型哪种辐射体的辐射发射率与波长有关系,且随温度变化(P66中间)答:通常,依发射率与波长的关系,将地物分为三种类型。
[1]黑体或绝对黑体,其发射率ε=1,即黑体发射率对所有波长都是一个常数,并且等于1.[2]灰体,其发射率ε=常数<1 (因吸收率α<1)。
即灰体的发射率始终小于1,ε不随波长变化[3]选择性辐射体,其发射率随波长而变化,而且ε<1 (因吸收率α也随波长而变化并且α<1)。
18.试简述黑体辐射的几个定律,其物理意义是什么(P67-68)公认的两物体间热力传导的基本法则是什么(普朗克辐射定律)答:[1]普朗克辐射定律:普朗克定律描述了黑体辐射的光谱分布规律,是黑体辐射理论的基础[2]斯蒂芬一玻尔兹曼定律:表明黑体在单位面积上单位时间内辐射的总能量与黑体温度T 的四次方成正比[3]维恩位移定律:单色辐射出射度最大值对应的波长m l[4]斯蒂芬-玻尔兹曼定律:表明黑体的辐射出射度只与黑体的温度有关,而与黑体的其他性质无关19. 简述下述名词: (1)气溶胶粒子: (2)绝对湿度(3)相对湿度(4)波盖尔定律: (5) 大气窗口: (6) 大气能见度:(7) 大气透明度: (8) 大气传递图数:(9)云、雾、轻雾、霭、霾和雾霾。
(1-3:P90-91,4:P95,5:P96,6-7:P101,8:P104中间,9请百度或见附)[1]气溶胶粒子:大气中悬浮着的半径小于几十微米的固体和及液体粒子。
[2]绝对湿度:单位体积空气中所含水蒸汽的质量,叫做空气的“绝对湿度”。
[3]相对湿度:空气中实际所含水蒸汽密度和同温度下饱和水蒸汽密度的百分比值,叫做空气的“相对湿度”。
[4]波盖尔定律:辐射通过介质的消光作用与入射辐射能量、衰减介质密度和所经过的路径成正比[5]大气窗口:大气窗口是指太阳辐射通过大气层未被反射、吸收和散射的那些透射率高的光辐射波段范围。
[6]大气传递函数:反映大气消光使目标与背景的对比度下降的程度。
右式中, K为地平天空亮度与背景亮度之比。
所以Tc是K和透过率τ的函数,与目标亮度无关。
附:云的解释:云是指停留大气层上的水滴或瓦斯或冰晶胶体的集合体。
源自百科词条雾的解释:在水汽充足、微风及大气层稳定的情况下,气温接近零点,相对湿度达到100%时,空气中的水汽便会凝结成细微的水滴悬浮于空中,使地面水平的能见度下降,这种天气现象称为雾。
源自百科词条>轻雾:微小水滴或已湿的吸湿性质粒所构成的灰白色的稀薄雾幕,使水平能见度大于等于至小于。