光电子技术作业解答VIP专享VIP免费

赖老师的课到期中考试为止一共有9次作业，依次分别由冯成坤、饶文涛、黄善津、刘明凯、郑致远、黄瑜、陈奕峰、周维鸥和陆锦洪同学整理，谨此致谢！作业一：1、桌上有一本书，书与灯至桌面垂直线的垂足相距半米。若灯泡可上下移动，灯在桌上面多高时，书上照度最大？（假设灯的发光强度各向通性，为I0）解：设书的面积为dA，则根据照度的定义公式：dAdIdAdE0（1）其中d为上图所示的立体角。因而有：2/32222)h(LhdAhLcosdAd（2）将（2）式代入（1）式得到：2/3220)h(LhIE（3）为求最大照度，对（3）式求导并令其等于零，0dhdE计算得：m221h因而，当高度为m221时书上的照度最大。2、设He-Ne激光器中放电管直径为1mm，发出波长为6328埃的激光束，全发散角为=10-3rad，辐射通量为3mW，视见函数取V(6328)=0.24，求：（1）光通量，发光强度，沿轴线方向的亮度？（2）离激光器10米远处观察屏上照明区中心的照度？（3）若人眼只宜看一熙提的亮度，保护眼镜的透射系数应为多少？解：（1）光通量：lm49.010324.0638VK3mv发光强度：cd1024.64ddI52vv亮度：211235m/cd1059.7)10(41024.6dAcosdIL轴（2）由题意知，10米远处的照明区域直径为：m101010LD23从而照度为：lx9.6238)10(4149.0D4E222v（3）透射率：81141026.11095.710L1T轴（熙提）作业二1、说明蓝色火焰与黄色火焰的色温谁高，为什么？答：色温是用黑体的温度来标度普通热辐射源的温度。如果热辐射体的光色与温度为T的黑体的光色完全一样，则称该热辐射体的色温为T。由维恩位移定律Tm/（其中Km2898），可知，峰值波长m与温度成反比，峰值波长随温度升高而蓝移。因为蓝色火焰发出的光波长比黄色火焰的小，所以蓝色火焰的色温高。2、何谓标准照明体与标准光源?初级和次级标准光源?答：标准照明体指特定的光谱功率分布。CIE针对不同的用途定义了不同的标准照明体，其中常用的三种标准照明体为：标准照明体A：温度为2856K的黑体所发出的光谱标准照明体B：相关色温约为4874K的直射阳光的光谱标准照明体C：相关色温为6774K的平均日光的光谱标准光源指实现标准照明体的发光源。常用标准光源有三种：黑体、钨带灯、钨管灯。黑体是初级标准光源，经过它校准的为次级标准光源，如钨带灯、钨管灯。3、说明气体放电发光的工作原理?假设气体放电灯中所充工作气体的激发态与基态能量差为2eV，则此灯发什么颜色光？答：气体放电指电流通过气体媒质时产生的放电现象。气体放电的种类很多，但在光源中用得较多的是辉光和弧光放电两类。气体放电灯结构：放电气体、阴极、阳极和玻璃罩气体放电发光的基本过程：①、初始电子加速②、加速电子与气体分子碰撞，能量传给气体分子，使其激发、跃迁到高能级③、受激发分子返回基态时，发射光子，即发光。由hchvE知：当eVE2时，nmEhc6.621，为橙光。4、高压气体放电灯与低压气体放电灯的光谱特点？答：高压气体放电灯因为其气压大于一个大气，相邻原子接近，原子之间的相互作用加强，导致工作气体的原子或分子谱线展宽，并迭加在较强的连续背景光谱上。显色性较好。通常发光效率随压力增加而提高。低压气体放电灯：气压在10-1-10-2乇的气体光源。其光谱特点是表现为工作原子或分子的发射谱线，即单个原子的线状光谱，带有明显的特征颜色，显色性不好。5、卤钨循环原理及如何改善白炽灯性能？答：在白炽灯中充入卤族元素，在适当的温度下，从灯丝蒸发出的钨在泡壁区域内形成挥发性的卤钨化合物。当卤钨化合物扩散到较热的钨丝周围区域时分解，释放出来的钨沉积在灯丝上，而卤素扩散到温度较低的泡壁区域在继续与钨化合，形成钨的再生循环。通过这种方法，是卤钨灯比白炽灯具有以下特点：体积小；光通量稳定；光效率高，20-30流明/瓦；；色稳高，达3300K；；寿命长。作业三1、产生激光的必要充分条件？四能级激光器的工作阈值为何低？解：（1）、产生稳定激光输出地条件如下：必要条件：至少为三能级体系，能够实现粒子数反转。充分条件：光学正反馈和大于阈值的泵浦功率。（2）对于四能级系统（32EE的跃迁），2E能级几乎为空，即20N，故有：3233232()ANANN3E能级布居数的衰减由14EE的抽运补偿，有：1413232()IBNANN...