光電工程師需掌握的常用計算試題及答案姓名：____________________

一、多項選擇題（每題2分，共10題）

1.下列關于光電效應的說法正確的是（）

A.當光子能量小于金屬的逸出功時，會發生光電效應

B.光電效應的產生與光的頻率無關

C.光電效應的瞬時性表明光子與電子的相互作用是瞬時的

D.光電效應的實驗表明，光電子的最大初動能與光子的能量成正比

E.光電效應的實驗表明，光電子的最大初動能與光的強度成正比

2.光學顯微鏡的分辨本領與下列哪個因素無關（）

A.目鏡的放大倍數

B.物鏡的放大倍數

C.照明光源的波長

D.物鏡的數值孔徑

E.被觀察物體的厚度

3.關于光纖的傳輸特性，下列說法正確的是（）

A.光纖的傳輸損耗與傳輸距離成正比

B.光纖的傳輸損耗與光的頻率成正比

C.光纖的傳輸損耗與光纖的材料有關

D.光纖的傳輸損耗與光纖的直徑成正比

E.光纖的傳輸損耗與光纖的長度成正比

4.下列關于激光器的說法正確的是（）

A.激光器是一種單色光源

B.激光器是一種相干光源

C.激光器是一種方向性好、亮度高的光源

D.激光器的工作原理是受激輻射

E.激光器的輸出功率與工作物質的種類無關

5.關于光電探測器的特性，下列說法正確的是（）

A.光電探測器的響應時間與探測器的靈敏度成正比

B.光電探測器的探測靈敏度與探測器的量子效率成正比

C.光電探測器的探測靈敏度與探測器的噪聲水平成正比

D.光電探測器的探測靈敏度與探測器的尺寸成正比

E.光電探測器的探測靈敏度與探測器的溫度成正比

6.下列關于光纖通信系統的說法正確的是（）

A.光纖通信系統的傳輸速率與光纖的傳輸損耗成正比

B.光纖通信系統的傳輸速率與光纖的傳輸帶寬成正比

C.光纖通信系統的傳輸速率與發射光源的功率成正比

D.光纖通信系統的傳輸速率與接收機的靈敏度成正比

E.光纖通信系統的傳輸速率與光纖的長度成正比

7.下列關于光電效應方程的說法正確的是（）

A.光電效應方程描述了光電子的最大初動能與光子能量之間的關系

B.光電效應方程中的h為普朗克常數

C.光電效應方程中的e為電子電荷

D.光電效應方程中的φ為金屬的逸出功

E.光電效應方程中的E為光電子的初動能

8.下列關于光學干涉的說法正確的是（）

A.光學干涉是指兩束或多束相干光疊加時產生的明暗條紋

B.光學干涉的條紋間距與光的波長成正比

C.光學干涉的條紋間距與光源的頻率成正比

D.光學干涉的條紋間距與光源的強度成正比

E.光學干涉的條紋間距與光的傳播方向無關

9.下列關于光學衍射的說法正確的是（）

A.光學衍射是指光波通過一個孔或繞過一個障礙物時發生彎曲的現象

B.光學衍射的衍射角與光的波長成正比

C.光學衍射的衍射角與孔或障礙物的尺寸成正比

D.光學衍射的衍射角與光源的強度成正比

E.光學衍射的衍射角與光的傳播方向無關

10.下列關于光電倍增管的說法正確的是（）

A.光電倍增管是一種光電探測器

B.光電倍增管的工作原理是光電效應

C.光電倍增管的增益與入射光子的數量成正比

D.光電倍增管的增益與入射光的強度成正比

E.光電倍增管的增益與光電倍增管的放大倍數成正比

二、判斷題（每題2分，共10題）

1.光電效應的發生與光的強度無關。（）

2.光學顯微鏡的分辨本領與照明光源的波長成反比。（）

3.光纖的傳輸損耗與光纖的長度成正比。（）

4.激光器的輸出功率與工作物質的種類無關。（）

5.光電探測器的探測靈敏度與探測器的尺寸成正比。（）

6.光纖通信系統的傳輸速率與光纖的傳輸帶寬成正比。（）

7.光電效應方程中的h為普朗克常數。（）

8.光學干涉的條紋間距與光的波長成正比。（）

9.光學衍射的衍射角與孔或障礙物的尺寸成正比。（）

10.光電倍增管的增益與入射光子的數量成正比。（）

三、簡答題（每題5分，共4題）

1.簡述光電效應的基本原理，并說明光電效應方程的意義。

2.解釋什么是光纖的數值孔徑，并說明其與光纖傳輸性能的關系。

3.簡要介紹激光器的工作原理，并說明激光器相比普通光源有哪些優點。

4.說明光電倍增管的工作原理，并列舉其應用領域。

四、論述題（每題10分，共2題）

1.論述光纖通信系統中的信號衰減及其主要影響因素，并探討降低信號衰減的方法。

2.結合實際應用，論述光電探測器在光電檢測技術中的重要作用，并探討提高光電探測器性能的途徑。

五、單項選擇題（每題2分，共10題）

1.在光電效應中，光電子的最大初動能Ekm與入射光子的能量hν之間的關系是（）

A.Ekm=hν-φ

B.Ekm=hν+φ

C.Ekm=hν/φ

D.Ekm=φ/hν

2.光學顯微鏡的分辨本領Rygel滿足瑞利判據，其表達式為（）

A.Rygel=λ/(2*NA)

B.Rygel=λ*NA

C.Rygel=λ/NA

D.Rygel=λ*NA/2

3.光纖的傳輸損耗α通常以分貝每公里（dB/km）表示，其單位換算正確的是（）

A.1dB/km=1mW/m

B.1dB/km=1mW/m2

C.1dB/km=0.001mW/m

D.1dB/km=0.001mW/m2

4.激光器中，增益介質的選擇主要取決于（）

A.激光的波長

B.激光的頻率

C.激光的強度

D.激光的相干性

5.光電探測器的量子效率η定義為（）

A.每個光子產生的電子數

B.每個電子產生的光子數

C.每個光子被探測到的概率

D.每個電子被探測到的概率

6.光纖通信系統中，多模光纖與單模光纖的主要區別在于（）

A.傳輸速率

B.傳輸距離

C.數值孔徑

D.材料成分

7.光電倍增管中，光電陰極的靈敏度主要取決于（）

A.陰極的表面狀態

B.陰極的材料

C.陰極的形狀

D.陰極的尺寸

8.光學干涉現象中，干涉條紋的間距Δy與光的波長λ之間的關系是（）

A.Δy=λ/(2*d)

B.Δy=λ/d

C.Δy=2*λ/d

D.Δy=λ*d

9.光學衍射現象中，第一級暗紋的位置與光的波長λ和障礙物的尺寸a之間的關系是（）

A.a=λ

B.a=2*λ

C.a=λ/2

D.a=λ/4

10.在光纖通信系統中，光放大器的作用是（）

A.提高光的強度

B.改變光的頻率

C.提高光的相干性

D.增加光的波長

試卷答案如下

一、多項選擇題（每題2分，共10題）

1.CD

2.BDE

3.CDE

4.ABCD

5.BC

6.BC

7.ABCD

8.ABC

9.ABC

10.ABC

二、判斷題（每題2分，共10題）

1.×

2.√

3.√

4.×

5.×

6.√

7.√

8.√

9.√

10.√

三、簡答題（每題5分，共4題）

1.光電效應的基本原理是光子與物質相互作用，將光子的能量傳遞給電子，使其克服逸出功成為光電子。光電效應方程Ekm=hν-φ描述了光電子的最大初動能與光子能量之間的關系，其中h為普朗克常數，ν為光的頻率，φ為金屬的逸出功。

2.光纖的數值孔徑（NA）是衡量光纖對入射光的收集能力的一個參數，它與光纖的材料和幾何結構有關。數值孔徑越大，光纖對入射光的收集能力越強，傳輸性能越好。

3.激光器的工作原理是利用受激輻射放大光信號。激光器相比普通光源具有單色性好、相干性好、方向性好和亮度高等優點。

4.光電倍增管是一種光電探測器，它通過光電效應將光信號轉換為電信號，并通過倍增電路放大信號。光電倍增管廣泛應用于夜視設備、粒子探測器、光譜分析等領域。

四、論述題（每題10分，共2題）

1.光纖通信系統中的信號衰減主要來源于光纖本身的