(最新整理)光电技术第一章答案

1、(完整)光电技术第一章答案(完整)光电技术第一章答案 编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（(完整)光电技术第一章答案）的内容能够给您的工作和学习带来便利。同时也真诚的希望收到您的建议和反馈，这将是我们进步的源泉，前进的动力。本文可编辑可修改，如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅，最后祝您生活愉快 业绩进步，以下为(完整)光电技术第一章答案的全部内容。 光电技术第一章参考答案 辐射度量与光度量的根本区别是什么？为什么量子流速率的计算公式中不能出现光度量？ 答：

2、为了定量分析光与物质相互作用所产生的光电效应，分析光电敏感器件的光电特性，以及用光电敏感器件进行光谱、光度的定量计算,常需要对光辐射给出相应的计量参数和量纲。辐射度量与光度量是光辐射的两种不同的度量方法.根本区别在于:前者是物理(或客观）的计量方法，称为辐射度量学计量方法或辐射度参数，它适用于整个电磁辐射谱区,对辐射量进行物理的计量；后者是生理(或主观)的计量方法，是以人眼所能看见的光对大脑的刺激程度来对光进行计算，称为光度参数。因为光度参数只适用于0.380。78um的可见光谱区域,是对光强度的主观评价，超过这个谱区，光度参数没有任何意义。而量子流是在整个电磁辐射，所以量子流速率的计算公式中

3、不能出现光度量. 光源在给定波长处，将+d范围内发射的辐射通量de，除以该波长的光子能量h,就得到光源在处每秒发射的光子数，称为光谱量子流速率。 试写出 ef、em、ei、el 等辐射度量参数之间的关系式,说明它们与辐射源的关系。 答：辐（射)能:以辐射形式发射、传播或接收的能量称为辐（射）能，用符号表示，其计量单位为焦耳（j）. eqeq辐（射）通量ef：在单位时间内，以辐射形式发射、传播或接收的辐（射）能称为辐（射）通量，以符号ef表示，其计量单位是瓦（w），即 ef =dtdqe . 辐（射）出（射)度：对面积为a的有限面光源,表面某点处的面元向半球面空间内发射的辐通量demef该面元面

4、积d比，定义为辐（射)出(射）度em即mada.e=df其计量单位是瓦每平方米w/m2。 辐(射）强度：对点光源在给定方向的立体角元eiwd内发射的辐射通量edf，与该方向立体角元wdwd之比，定义为点光源在该方向的辐（射）强度，即eiei =def，辐射强度的计量单位是瓦特每球面度（w/sr）。 辐射亮度：光源表面某一点处的面元在给定方向上的辐射强度，除以该面元在垂直于给定方向平面上的正投影面积，称辐射亮度，elel 1 eldskl,()lvvm=qcosdadie =qfcos2daddew，式中，为所给方向与面元法线间的夹角。其计量单位是瓦特每球面度平方米w/（sr. m2)。 何谓余

5、弦辐射体？余弦辐射体的主要特性有哪些? 答：一般辐射体的辐射强度与空间方向有关。但是有些辐射体的辐射强度在空间方向上的分布满足 qcos0eedidi= 式中ie0是面元沿其法线方向的辐射强度。符合上式规律的辐射体称为余弦辐射体或朗伯体。 黑体为理想的余弦辐射体。它满足黑体辐射定律： a。普朗克辐射定律 黑体表面向半球空间发射波长为的光谱,其辐射出射度是黑体温度t和波长的函数，这就是普朗克辐射定律； l，emb。斯忒藩玻尔兹曼定律 黑体的总辐射出射度为对积分，得到其为t4; l,emc.维恩位移定律 峰值光谱辐出度所对应的波长与绝对温度的乘积为常数。当温度升高时，峰值光谱辐射出射度所对应的波长

6、向短波长方向移动. 试举例说明辐射出射度 me与辐射照度ee是两个意义不同的物理量。 答:略. 5试说明、的意义及区别. mklwk答：为 人眼的明视觉最灵敏波长m的光度参量对辐射度参量的转换常数，称为正常人眼的明视觉最大光谱光视效能。其值为683lm/w。 mklkx 对于所谓辐射对人眼锥状细胞或柱状细胞的刺激程度，是从生理上评价所有的辐射参量与所有的光度参量的关系。对于明视觉，刺激程度平衡条件为exml，vxl,vxlll,evxk=令()lk ()l,el=/ = l,exmk()lv，称为人眼的明视觉光谱光视效能。（其中定义v=lm，el为正常人眼的明视觉光谱光视效率.ml等于0。55

7、5um） 定义一个热辐射体发射的总光通量vf与总辐射通量efk之比，为该辐射体的光视效能k，k= ，其中v为辐射体的光视效率。在光电信息变换技术领域常用色温为2856k的标准钨丝灯作为光源，测量硅、锗等光电器件光的电流灵敏度等特性参数。定义标准钨丝灯的光视效能为 , =171 (lm/w)。 kmkm6（平面发散角为1mrad）解：（1）氦氖激光器输出的光为光谱辐射，则辐射通量为lf,e =3mw 根据式（156)可计算出它发出的光通量为lf，v =()lfl，emvk 又=683lm/w，v0.6328=0。235，带入数据计算得mkwllf，v为0.4815 lm。发光强度= l，vif,

8、v,立体角为=2（1(1r2）1/2）， 将光束平面发散角转换= 1103180 /（）=0。057度 则r = sin（/2）=510-4带入公式得= 8.1710-7sr 2 所以发光强度= l，viwlf,v = 0。4815/（8。17107）=5。89105cd 光出射度m = 2，2dvpfl = 0.4815/（(0。001/2）2）=6.13105lx (2）激光投射到10m远处屏幕上，可得接受面半径r=102tana+0.0005 =5.510-3m， 面积a= =7.85105m2 2rp屏幕的光照度为 =veavlf， =6。13103 lx 6。（平面发散角为0。02m

9、rad）解：（1）氦氖激光器输出的光为光谱辐射,则辐射通量为lf，e =3mw 根据式（1-56）可计算出它发出的光通量为lf，v =()lfl，emvk 又=683lm/w，v0.6328=0。235，带入数据计算得mklf,v为0.4815 lm. 发光强度= l,viwlf，v,由空间立体角的定义, 将光束平面发散角转换= 0.0210-3 由于这个角度很小，可以把其所对应的球面度近似的看作锥面圆的面积,且半径为22sinaarrr=，则=22rrp 所以发光强度= l,viwlf,v =00000103。04815。051067.4cd 光出射度m = 2，2dvpfl = 0.481

10、5/（0.001/2）2）=6。13105lx （2）激光投射到10m远处屏幕上，可得接受面半径=+=-210121021012tan1033aar()m003366.0 面积a=3。56 2rp510-屏幕的光照度为 =veavlf，=-51056.34815。01.35lx 107解：由题意有lf，e =3mw，又查表得v（0.5145um）=0.6082 光通量lf，v = ()lfl,emvk =6830。60823=1。246103 lm, 3 屏幕上的光照度 =veavlf, =1。246103/（0.2104）=6.23107 lx 若屏幕的反射系数是0.8,则光出射度为 =0。

11、86。23107=4。984107 lx l,vm设屏幕每分钟接收的光子数目为n,则lnhc =lf，e60(1-0.8） 所以n=600.230。5145106/ (31086。6310-34）=9.311019个/分钟 8.解:依题意，设光子流速率为n个/秒，则lnhc=lf，e 又lf，e=30mw，=0.6328um 所以n=hcelfl，= 9.541016个/秒 9解:依题意，ml = 0.465um，由维恩位移定律，ml =2898/t， 则太阳表面的温度t=ml2898 =6232.25k，又 =1。309t51015 mseml，计算得其峰值光谱辐射出射度=1。23104 m

12、seml,12.。-umcmw10.解：人体在正常体温时t=36.5+273=309。5k 由维恩位移定律，tm2898=l =9。36um 当发烧到38.5时，t=38.5+273=311.5k,此时tm2898=l=9。303um 峰值光谱辐射出射度=3.84 155,，10309。1-=tmmsel12。-umcmmw11。解：依题意，由杂质吸收条件，则杂质吸收的长波限iled24.1l 所以杂质电离能lil24。1de =1.24/13=0.095ev 12。解:光照灵敏度vvisfdd=，而辐射灵敏度eeisfdd=， 又标准钨丝灯的辐射量与光度量的转化关系为 =17。1（lm/w）

13、， wkwevk=ddff 所以,又 =200ua/lm ewvsks=vs则其辐射灵敏度=20017。1=3。42ma/lm。 es13。解：依题意,辐射通量为100w,则它的辐射强度为p4100=ei=7。96cd 对应于0.2sr范围的辐射通量为wiee592。12。096.72.0=f 4 由evwkff= 则对应的光通量lmkewv223。27592.11.171=ff 所以100w的标准钨丝灯在0.2sr范围内所发出的光通量为27。223lm。 14。解:设甲厂生产的光电器件的光照灵敏度为，则有， 1vsewvsks=1wevkss=1 =5/17。1= 0.29 lma， 而乙厂

14、光电器件的光照灵敏度是 = 0.4 vslma 显然，所以乙厂光电器件灵敏度高。 vvss115。解：依题意， =50ua， =300ua， =1ua 1fi2fidi而pn结两端的开路电压为）1ln(+=dociiqktuf 由于t不是定值，故只有当t=273k条件下才有： ()vininqktuoc093.051106。12731038。1115019231=+=- ()vininqktuoc134.0301106。12731038。11130019232=+=- 16。解：由ggleehc24。1=l 又=1。2 ，则 geev()uml03.12。124.1=l 17.答：在微弱辐射作用下，半导体的光电导为 lfmth,2ehvlqg= 可见此时半导体材料的光电导与入射辐射通量lf,e成线性关系。半导体材料在弱辐射作用下的光电灵敏度为 2,hclqddgsegmtlhfl= 可见，为与材料性质有关的常数，与光电导材料两电极间长度l的平方成反比。为了提高光电导器件的光电灵敏度，一般就将光敏电阻的形状制造成蛇形.还有就是增大了受光面积，也提高了光电灵敏度。 gsgs 5 18.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为电能的效应.当入射辐射作用在半导体pn结上产生本征吸收时，价带中的光生空穴与导带中的光生电子在pn结内建电场的作用下分开，n区的空穴向p区运