光电工程师需掌握的常用计算试题及答案

光电工程师需掌握的常用计算试题及答案姓名：____________________

一、多项选择题（每题2分，共10题）

1.下列关于光电效应的说法正确的是（）

A.当光子能量小于金属的逸出功时，会发生光电效应

B.光电效应的产生与光的频率无关

C.光电效应的瞬时性表明光子与电子的相互作用是瞬时的

D.光电效应的实验表明，光电子的最大初动能与光子的能量成正比

E.光电效应的实验表明，光电子的最大初动能与光的强度成正比

2.光学显微镜的分辨本领与下列哪个因素无关（）

A.目镜的放大倍数

B.物镜的放大倍数

C.照明光源的波长

D.物镜的数值孔径

E.被观察物体的厚度

3.关于光纤的传输特性，下列说法正确的是（）

A.光纤的传输损耗与传输距离成正比

B.光纤的传输损耗与光的频率成正比

C.光纤的传输损耗与光纤的材料有关

D.光纤的传输损耗与光纤的直径成正比

E.光纤的传输损耗与光纤的长度成正比

4.下列关于激光器的说法正确的是（）

A.激光器是一种单色光源

B.激光器是一种相干光源

C.激光器是一种方向性好、亮度高的光源

D.激光器的工作原理是受激辐射

E.激光器的输出功率与工作物质的种类无关

5.关于光电探测器的特性，下列说法正确的是（）

A.光电探测器的响应时间与探测器的灵敏度成正比

B.光电探测器的探测灵敏度与探测器的量子效率成正比

C.光电探测器的探测灵敏度与探测器的噪声水平成正比

D.光电探测器的探测灵敏度与探测器的尺寸成正比

E.光电探测器的探测灵敏度与探测器的温度成正比

6.下列关于光纤通信系统的说法正确的是（）

A.光纤通信系统的传输速率与光纤的传输损耗成正比

B.光纤通信系统的传输速率与光纤的传输带宽成正比

C.光纤通信系统的传输速率与发射光源的功率成正比

D.光纤通信系统的传输速率与接收机的灵敏度成正比

E.光纤通信系统的传输速率与光纤的长度成正比

7.下列关于光电效应方程的说法正确的是（）

A.光电效应方程描述了光电子的最大初动能与光子能量之间的关系

B.光电效应方程中的h为普朗克常数

C.光电效应方程中的e为电子电荷

D.光电效应方程中的φ为金属的逸出功

E.光电效应方程中的E为光电子的初动能

8.下列关于光学干涉的说法正确的是（）

A.光学干涉是指两束或多束相干光叠加时产生的明暗条纹

B.光学干涉的条纹间距与光的波长成正比

C.光学干涉的条纹间距与光源的频率成正比

D.光学干涉的条纹间距与光源的强度成正比

E.光学干涉的条纹间距与光的传播方向无关

9.下列关于光学衍射的说法正确的是（）

A.光学衍射是指光波通过一个孔或绕过一个障碍物时发生弯曲的现象

B.光学衍射的衍射角与光的波长成正比

C.光学衍射的衍射角与孔或障碍物的尺寸成正比

D.光学衍射的衍射角与光源的强度成正比

E.光学衍射的衍射角与光的传播方向无关

10.下列关于光电倍增管的说法正确的是（）

A.光电倍增管是一种光电探测器

B.光电倍增管的工作原理是光电效应

C.光电倍增管的增益与入射光子的数量成正比

D.光电倍增管的增益与入射光的强度成正比

E.光电倍增管的增益与光电倍增管的放大倍数成正比

二、判断题（每题2分，共10题）

1.光电效应的发生与光的强度无关。（）

2.光学显微镜的分辨本领与照明光源的波长成反比。（）

3.光纤的传输损耗与光纤的长度成正比。（）

4.激光器的输出功率与工作物质的种类无关。（）

5.光电探测器的探测灵敏度与探测器的尺寸成正比。（）

6.光纤通信系统的传输速率与光纤的传输带宽成正比。（）

7.光电效应方程中的h为普朗克常数。（）

8.光学干涉的条纹间距与光的波长成正比。（）

9.光学衍射的衍射角与孔或障碍物的尺寸成正比。（）

10.光电倍增管的增益与入射光子的数量成正比。（）

三、简答题（每题5分，共4题）

1.简述光电效应的基本原理，并说明光电效应方程的意义。

2.解释什么是光纤的数值孔径，并说明其与光纤传输性能的关系。

3.简要介绍激光器的工作原理，并说明激光器相比普通光源有哪些优点。

4.说明光电倍增管的工作原理，并列举其应用领域。

四、论述题（每题10分，共2题）

1.论述光纤通信系统中的信号衰减及其主要影响因素，并探讨降低信号衰减的方法。

2.结合实际应用，论述光电探测器在光电检测技术中的重要作用，并探讨提高光电探测器性能的途径。

五、单项选择题（每题2分，共10题）

1.在光电效应中，光电子的最大初动能Ekm与入射光子的能量hν之间的关系是（）

A.Ekm=hν-φ

B.Ekm=hν+φ

C.Ekm=hν/φ

D.Ekm=φ/hν

2.光学显微镜的分辨本领Rygel满足瑞利判据，其表达式为（）

A.Rygel=λ/(2*NA)

B.Rygel=λ*NA

C.Rygel=λ/NA

D.Rygel=λ*NA/2

3.光纤的传输损耗α通常以分贝每公里（dB/km）表示，其单位换算正确的是（）

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，增益介质的选择主要取决于（）

A.激光的波长

B.激光的频率

C.激光的强度

D.激光的相干性

5.光电探测器的量子效率η定义为（）

A.每个光子产生的电子数

B.每个电子产生的光子数

C.每个光子被探测到的概率

D.每个电子被探测到的概率

6.光纤通信系统中，多模光纤与单模光纤的主要区别在于（）

A.传输速率

B.传输距离

C.数值孔径

D.材料成分

7.光电倍增管中，光电阴极的灵敏度主要取决于（）

A.阴极的表面状态

B.阴极的材料

C.阴极的形状

D.阴极的尺寸

8.光学干涉现象中，干涉条纹的间距Δy与光的波长λ之间的关系是（）

A.Δy=λ/(2*d)

B.Δy=λ/d

C.Δy=2*λ/d

D.Δy=λ*d

9.光学衍射现象中，第一级暗纹的位置与光的波长λ和障碍物的尺寸a之间的关系是（）

A.a=λ

B.a=2*λ

C.a=λ/2

D.a=λ/4

10.在光纤通信系统中，光放大器的作用是（）

A.提高光的强度

B.改变光的频率

C.提高光的相干性

D.增加光的波长

试卷答案如下

一、多项选择题（每题2分，共10题）

1.CD

2.BDE

3.CDE

4.ABCD

5.BC

6.BC

7.ABCD

8.ABC

9.ABC

10.ABC

二、判断题（每题2分，共10题）

1.×

2.√

3.√

4.×

5.×

6.√

7.√

8.√

9.√

10.√

三、简答题（每题5分，共4题）

1.光电效应的基本原理是光子与物质相互作用，将光子的能量传递给电子，使其克服逸出功成为光电子。光电效应方程Ekm=hν-φ描述了光电子的最大初动能与光子能量之间的关系，其中h为普朗克常数，ν为光的频率，φ为金属的逸出功。

2.光纤的数值孔径（NA）是衡量光纤对入射光的收集能力的一个参数，它与光纤的材料和几何结构有关。数值孔径越大，光纤对入射光的收集能力越强，传输性能越好。

3.激光器的工作原理是利用受激辐射放大光信号。激光器相比普通光源具有单色性好、相干性好、方向性好和亮度高等优点。

4.光电倍增管是一种光电探测器，它通过光电效应将光信号转换为电信号，并通过倍增电路放大信号。光电倍增管广泛应用于夜视设备、粒子探测器、光谱分析等领域。

四、论述题（每题10分，共2题）

1.光纤通信系统中的信号衰减主要来源于光纤本身的