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1、黎明职业大学光电子技术 阶段考试（一）专业 考试日期 年 月 日姓名 学号：一、 填空题（共50分）1. 可见光的波长范围是 380780 nm 。波长450nm对应于 蓝 色，540nm对应于 绿 色。（3分）2. 在几何光学中，把光线抽象成 无直径又无体积的几何线 。它的方向代表光线的传播方向即光能量的传播方向。（1分）3. 1865 年麦克斯韦在总结前人工作的基础上，提出完整的电磁场理论，他的主要贡献是提出了“有旋电场”和“位移电流”两个假设，从而预言了电磁波的存在，并计算出真空中电磁波的速度是 （公式）求解，数值为 3108m/s 。麦克斯韦方程组描述了电磁现象的变化规律，指出 任何随
2、时间变化的电场，将在周围空间产生变化的磁场，任何随时间变化的磁场，将在周围空间产生变化的电场，变化的电场和磁场之间相互联系，相互激发，并且以一定速度向周围空间传播。电磁波的电场E、磁场H、波的传播方向三者关系是 三者相互垂直 ，所以电磁波是横波，E、H和传播方向符合 右手 法则。（4分）4. 如果两束位相差恒定的光相叠加后，总光强 ，因为位相差恒定所以有干涉现象，若I1=I2，= 2k 干涉相长，= (2k+1) 干涉相消。（2分）5. 光在传播过程中,绕过障碍物的边缘而偏离直线传播的现象,称为光的衍射现象。光的衍射可分为两类:即 菲涅耳衍射 和 夫琅禾费衍射 。（2分）I?P待测光6. 如右
3、图，带测光入射偏振片P，P以入射光为轴心顺时钟旋转，如I变，有消光，待测光是 线偏振光 ，如I变，无消光，待测光是 椭圆偏振光 ，如I不变，待测光是 自然光（圆偏振光） 。（3分）7. 光在各向异性晶体中会产生双折射现象，入射光将分为o光和e光。以下说法正确的有：AAoAea光轴P 3 （1）o光和e光在晶体中的传播速度相同；（2）o光在晶体中各方向的传播速度都不同；（3） e光在晶体中的传播速度随方向而改变。（4）e光遵从反射和折射定律。（5）e光折射线一定不在入射面内。（2分）8. 线偏振光入射四分之一波片，如图所示，线偏振光P与光轴夹角为45度时，出射光是 圆 偏振光；夹角与0或90度时
4、，出射光是 线 偏振光。（2分）9. 如果将点辐射源置于各向同性、均匀介质中，该辐射体向所有放心发射的总辐射通量为Qe ，则该点辐射体在各个方向的辐射强度Ie是常量，Qe与Ie的关系有 。一个光源发出频率为5401012Hz的单色辐射，若在一给定方向上的辐射强度为1/683 W/sr，则该光源在该方向上的发光强度为 1cd 。（2分）10. 人的视觉与光的波长有关，称为光感的光谱灵敏度。明亮时视网膜 锥状 细胞工作，最大相对灵敏度在波长为 555nm 的 黄绿 光处，此时视网膜有颜色感。昏暗时视网膜 杆状 细胞工作，最大相对灵敏度移到 507nm 处，此时光谱的色感觉消失了，只有亮度感，但其灵
5、敏度很高，在昏暗的条件下，也能辨别物体。根据这两种细胞的作用，我们将人的视觉分为 明 视觉和 暗 视觉。（5分）11. 辐射量与光度量的根本区别：光度量以人的视觉为基础，体现人的视觉特性。（2分）12. 任何 0K以上温度 的物体都会发射各种波长的电磁波，这种由于物体中的分子、原子受到热激发而发射电磁波的现象称为热辐射。当热辐射投射到物体表面上时，一般会发生三种现象，即吸收、反射和穿透，黑体是指 能吸收投入到其面上的所有热辐射能 的物体。（2分）13. 若光源光谱中红光成分相对较多，光源就偏红，通常称为“暖光”，色温偏 低 ；若光谱成分中蓝光相对较多，光源的颜色就偏黄或偏蓝，通常称为“冷光”，
6、色温偏 高 。电影胶片分为日光型和灯光型两种，日光型胶片要求在 室外 拍摄，日光的色温约为 5600 K。 在钠灯照射下，蓝布是 黑 色。（5分）14. 色光三原色： 红、绿、蓝 ；色料三原色： 品红、黄、青 ；红光和绿光混合成 黄 色；彩色三要素： 明度、色调、饱和度 ；每一个色光都有一个相应的补色光，某一色光与其补色光以适当比例混合，便产生 白光 ，一种色光照射到其补色的物体上，则被 吸收 。（6分）15. 高压汞灯、高压钠灯、金属卤化物灯和氙灯统称为 HID灯 。（1分）16. 世界第一台激光器是由 梅曼 制造的 红宝石 激光器，发射波长是 694.3nm ，它采用光激励方法，受激和发光
7、都在Cr3+上进行，是典型的 三 能级系统，它比四能级系统的效率 低 。（5分）17. 光纤通信所用光源中，短距离通信采用 0.85 um；长距离通信用 1.31 um和 1.55 um。（3分）18. 高墙外的人对墙喊话，高墙内的人只能听到声音，但看不到人这是因为 A 。（1分）A声波是机械波B光是电磁波 C光速太大 D光波的波长很短二、 判断题（对的打“”，错的打“”，10分，每小题1分）1. 只有一个很小的光源才可以认为是发光点。 （ ）2. 在CIE图中，x代表红色，y代表蓝色，z代表绿色，且xyz1。 （ ）3. 通常所说的光学区域(或光学频谱)包括红外线、可见光和紫外线。 （ ）4
8、. 相干光指两束完全相同的光线，此处“相同”包括频率、相位、振幅等。 （ ）5. 我们可以利用空气劈尖干涉原理测定样品的热膨胀系数，测细小直径、厚度、微小变化，测表面不平度。 （ ） 6. 任何两条相邻的双缝干涉明条纹（或干涉暗条纹）所对应的光程差之差一定等于一个波长。 （ ） 7. 当光在晶体内沿某个特殊方向传播时不发生双折射，该方向称为晶体的光轴。晶体中的光轴只有一条。 （ ）8. 如果从远处看着高压水银灯，会觉得它发出的光既白又亮，这说明它显色性很好；但当看到被它照射的人的面孔时一点不满意，看起来好像在脸上抹了一层青灰，这说明它色表很差。 （ ）9. 卤钨灯与白炽灯的发光原理相近，但比白
9、炽灯的色温和光效高，寿命长。 （ ）10. 任何一种激光器都可以用在激光工业加工、激光医疗、激光通信等方面。 （ ）三、 简答题1、 简述：（共36分，每道题3分）1) 为什么透过茂密树叶缝隙投射到地面的阳光形成圆形光斑，日偏食的光斑形状有何不同？ 小孔成像，日偏食的光斑形状就不是圆形，是有缺角的太阳。2) 请列举紫外线和红外线的应用。紫外线：化学：涂料固化(不饱和聚酯紫外线固化涂料优点：干燥固化时间很短；没有挥发性溶剂，无公害；不需加热固化；涂料不用密封保存)；颜料固化，光刻生物学：灭菌（细菌中的脱氧核糖核酸(DNA)、核糖核酸（RNA）和核蛋白的吸收紫外线的最强峰在254257nm。细菌吸
10、收紫外线后，引起DNA链断裂，造成核酸和蛋白的交联破裂，杀灭核酸的生物活性，致细菌死亡。优点：快速）仪器分析：矿石，药物，食品分析（一定强度和波长的紫外线，照射物质（部分物质需要加入荧光染料）时，会物质元素发出荧光(光致发光)，根据荧光的颜色，即可判断出该元素的含量。如铅，汞等重金属，农药残留物等都可用此种方法检测。日光灯就是利用这种原理。）验钞机环境中应用：人体保健照射（280320nm的紫外线称为保健紫外线。照射皮肤后，使皮肤内的7脱氢麦角胆固醇，转化为维生素D3和D2，防止佝偻病和职业病（矿工等）。市面已有保健型紫外线灯供应。）诱杀害虫（黑光灯（紫外线灯）诱虫：大部分昆虫的复眼对365n
11、m紫外线特别敏感，在晚上，点燃一只紫外线灯，对昆虫来说犹如光明世界一样。油烟氧化（用紫外光来改变其油脂的分子链，同时这种紫外光与空气中的氧反应后产生臭氧，将油脂分子冷燃生成二氧化碳和水，油烟中的有机物被光解氧化，异味也随之消除。）光触酶（在建筑材料或家用电器材料表面加入（或涂覆）少量的纳米级二氧化钛粉末，在使用过程中，可以吸附挥发性有机物VOC （如甲醛、苯，甲苯、乙醇、氯仿等 ），用紫外线照射后可分解这些有机物。）过度接触紫外线，会烧伤皮肤，或引起老年性白内障，甚至引起皮肤癌等。但适量的紫外线对人体却有许多好处： 1、杀菌消毒人体的表皮中分布着一种基底细胞，这种细胞含有“黑色素原” 是一种酪
12、氨酸物质，在紫外线的作用下，“黑色素原”变为黑色，沉着于被晒的皮肤表面，使皮肤呈均匀的黑褐色。这就是日光晒黑皮肤的重要原因。这种沉着的色素可吸收较多的光能，迅速转变为热能，并刺激汗腺分泌而散热。晒太阳能杀死皮肤上的细菌，预防疖疮、毛囊炎等皮肤病。室内常进阳光，勤晒被褥，可减少疾病的传播。 2、促进钙磷代谢人体皮肤中含有固醇类物质，这种物质经阳光中的紫外线照射可变为维生素D。维生素D进人血液后改善钙、磷的代谢，有抗佝偻病、骨软化和老年骨质疏松的作用。 3、增强机体的免疫能力阳光中紫外线的照射，能刺激机体的造血机能，使红血球的数量增多，血色素增加，改善红细胞质量，改善肌肉的活动状态，还能降低血压、
13、血糖、胆固醇、增加机体免疫能力，促进机体细胞吸氧能力和新陈代谢，减轻气喘病和关节疼痛，舒筋活血，增强体质。 照射紫外线的时间：盛夏时1117时不宜接受阳光晒，因为这段时间红外线太强，一般能达到每分钟每立方米1.5卡以上，所产生的温度是3745。春秋季节710点，或1516点，这段时间，阳光中紫外线强，红外线弱。紫外线对人体的伤害： 在炎热的夏季，太阳光所含有的紫外线对人体的照射是难以避免的。过量的日光紫外线照射可对人体的皮肤、眼睛、免疫系统等造成伤害。紫外线能破坏人体皮肤细胞，导致皱纹、色斑，使皮肤未老先衰，严重时产生日光性皮炎及晒伤，或皮肤和黏膜的日光性角化症，引起癌变。眼睛是紫外线的敏感器
14、官，紫外线能对晶状体造成损伤，是老年性白内障致病因素之一。 在骄阳似火的夏季，上午10时至下午3时，阳光中的紫外线强度最强，室外活动应避开这段时间，以免紫外线对人体的伤害，即使需要在这段时间户外活动，也不要忘记撑遮阳伞，戴遮阳帽或遮阳镜，使用有正规厂家生产的护肤素和防晒霜，并尽量着白色或浅色衣服，以减轻紫外线照射，对人体造成不必要的损伤。 虽然紫外线过量对人体造成伤害，但人体的健康成长又离不开紫外线。皮肤中7-脱氢胆固醇经光照射转变成维生素D3，维生素D3对维持人体细胞内外钙离子浓度，调节钙磷代谢具有重要的生理功能。在日照不足的国家，婴幼儿的佝偻病和成人的骨质软化和骨质疏松症的发病多，婴儿的茁壮成长离
