物理学与高新技术复习题Word格式文档下载.docx
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或者是不同类型的能量的转变过程中我们获益。
但这个集中到分散，类型的互相转变是有自然规律的趋势的，一旦发生，我们人类又不能无代价的逆转，就导致可用资源越来越少。
[2]热力学第二定律能解释目前可用能源越来越少的现实吗？
仔细说说看。
自然界中任何形式的能都会很容易地变成热，而反过来热却不能在不产生其他影响的条件下完全变成其他形式的能，从而说明了这种转变在自然条件下也是不可逆的。
热机能连续不断地将热变为机械功，一定伴随有热量的损失
[3]你认为二氧化碳成为温室气体的主要原因可能是什么？
二氧化碳是影响地球能量平衡的一个重要方面。
能量主要以光的形式到达地球,其中大部分被吸收,并通过各种方式转化为热量,热量最后以红外（热）辐射形式从地球再辐射出去。
在大气层中,氮和氧所占的比例是最高的,它们都可以透过可见光与红外辐射。
二氧化碳对光辐射没有阻碍,但是能吸收红外线并阻挡红外线通过,就像温室的玻璃顶罩一样,能量进来容易出去难。
它不能透过红外辐射。
所以二氧化碳可以防止地表热量辐射到太空中，具有调节地球气温的功能。
如果没有二氧化碳，地球的年平均气温会比目前降低20℃。
但是，二氧化碳含量过高，就会使地球仿佛捂在一口锅里，温度逐渐升高，就形成“温室效应”。
形成温室效应的气体，除二氧化碳外，还有其他气体。
其中二氧化碳约占75％、氯氟代烷约占15%～20％，此外还有甲烷、一氧化氮等30多种。
大气中的二氧化碳越多,对地球上热量逸散到外层空间的阻碍作用就越大,从而使地球温度升高得越快,这种现象就叫做温室效应
[4]你所知道的可再生能源方式有哪几种？
太阳能水电风能生物质能
[5]有的科学家预言太阳最终会变成一个大铁球，然后进一步坍缩成白矮星。
你认为太阳可能变为大铁球的原因是什么？
太阳上，绝大多数的氢正逐渐燃烧转变为氦，太阳这般质量的星球，在其密度已变得非常高的中心部分只会收缩到一定程度，也就是温度只会升高到某种程度，中心部分的火会渐渐消失。
太阳逐渐失去光芒，膨胀的外层部分将收缩，冷却成致密的白矮星。
[6]有人说，所有的可再生能源，最终都来自太阳的能量，你能仔细阐述各种可再生能源和太阳光的关系吗？
太阳能是各种可再生能源中最重要的基本能源，生物质能、风能、海洋能、水能等都来自太阳能，广义地说，太阳能包含以上各种可再生能源。
太阳能作为可再生能源的一种，则是指太阳能的直接转化和利用.
生物质能是蕴藏在生物质中的能量，是绿色植物通过叶绿素将太阳能转化为化学能而贮存在生物质内部的能量。
煤、石油和天然气等化石能源也是由生物质能转变而来的
风能（windenergy）是地球表面大量空气流动所产生的动能。
由于地面各处受太阳辐照后气温变化不同和空气中水蒸气的含量不同，因而引起各地气压的差异，在水平方向高压空气向低压地区流动，即形成风。
风能资源决定于风能密度和可利用的风能年累积小时数
海洋能源通常指海洋中所蕴藏的可再生的自然能源，主要为潮汐能、波浪能、海流能（潮流能）、海水温差能和海水盐差能。
更广义的海洋能源还包括海洋上空的风能、海洋表面的太阳能以及海洋生物质能等。
究其成因，潮汐能和潮流能来源于太阳和月亮对地球的引力变化，其他均源于太阳辐射
照明技术
[1]光谱相同的光源，光通量、色度和显色指数相同吗？
不相同
[2]把254nm的紫外光变为555nm可见光的最高效率是多少？
总的转换效率约为28%
[3]可见光的波长范围是多少？
明亮环境下人的视觉对555nm的绿光最灵敏，在这个波长上，1W光能能够产生多少lm的光度？
可见光波长一般在380-780nm之间
波长555nm处1W的辐射通量产生683lm光通量
[4]60W钨丝白炽灯产生865lm光通量，它的发光效率是多少?
LED白光灯的发光效率为100lm/W,为产生同样的光通量需要多少功率?
一．144.2m/W二.8.64W
[5]彩色电视用三基色体系，彩色印刷用4基色体系，彩色印刷能够重现的色彩范围比彩色电视大吗？
能，用两种基色，能够得到色度图上两个基色的色坐标连线上的所有颜色；
用三种或三种以上基色可以得到这些基色连线形成的多边形内的所有颜色。
多边形面积越大，能再现的色彩就越丰富
[6]为什么在色度相同的光源照射下同一物体的颜色看起来可能不同？
同分异构光源照明的物体可能产生不同的色觉
为什么用高压钠灯用作街道照明的光源而不用来做室内照明？
几乎是单色的黄光，过于耗能，需要一个强的开启电压
[7]用于制作蓝色发光二极管的半导体材料和制作红色发光二极管的材料禁带宽度有什么不同？
蓝光的AlInGaN红色的AlGaAs
[8]为什么半导体发光二极管可能比白炽灯和荧光灯效率高？
发光二极管比标准灯泡更节省能源，大大降低了能源费用,寿命长,更好的安全性
[9]举出几种获得白光的方法。
1）白色多芯片（MC）LED
2）荧光粉转换（PC）LED
[10]观察：
在你活动的环境中，能够看到哪些种类的照明器件？
日光灯，高压钠灯，白炽灯，led灯
纳米材料
[1]空间有二维处于纳米尺度的半导体材料称作___C____。
（A）量子线（B）量子点（C）量子阱（D）超微颗粒
[2]纳米尺度的研究对象一般处于___D___范围。
（A）0.1-100nm（B）0.1-1nm（C）1-1000nm（D）1-100nm
[3]俗语“真金不怕火炼”表明金的熔点较高。
块状金的熔点为1337K，但粒径为2nm的金熔点降为600K，这主要是_B_____造成的。
（A）表面效应（B）小尺寸效应和表面效应
（C）表面效应和量子尺寸效应（D）宏观量子隧道效应
[4]下面关于纳米微粒的小尺寸效应的表述中，不正确的是___C___：
（A）光吸收显著增加（B）磁有序态向磁无序态
（C）纳米材料烧结温度降低（D）晶体周期性边界条件被破坏
[5]导电的金属处于纳米尺度时会变成绝缘体，其原因是__C____。
（A）表面效应（B）小尺寸效应和表面效应
（C）量子尺寸效应（D）宏观量子隧道效应
[6]荷叶的“自洁效应”主要源于__B。
（A）荷叶表面太光滑（B）荷叶表面有纳米突起
（C）表面效应（D）雨水的冲刷
[7]对纳米材料进行扫描隧道显微分析时，所采用的样品必须是__C____。
（A）绝缘体（B）导体或半导体（C）金属（D）无机物
[8]下列选项中，___D___是纳米TiO2光催化剂不具备的性能？
（A）杀菌功能（B）亲水防污（C）防紫外线（D）光合作用
[9]通过在陶瓷中采用纳米工艺可制备出摔不坏的陶瓷碗，其原理是_C_____：
（A）纳米工艺增大了晶粒的界面（B）纳米工艺提高了陶瓷的强度
（C）纳米工艺降低了晶粒的表面能（D）纳米工艺削弱了陶瓷的强度
[10]在利用纳米技术进行肿瘤细胞的检测中，下列未应用到的纳米技术是_B__：
（A）纳米材料的磁场定位技术（B）纳米材料的介电效应
（C）纳米材料的光热效应（D）纳米材料的特异性修饰
新型磁性材料
1.磁现象包括哪两方面？
举例说明我们生活在磁的世界里。
（1）静磁现象电磁现象物质磁性及其应用
（2）一.生活中：
家电；
磁卡；
汽车。
二.传统技术中：
发电；
电磁仪表；
磁选法，
三.国防中：
电磁炮、电磁火箭导弹；
磁性水雷、地雷；
强射束武器。
四.生物体：
核磁共振成像;
心磁图、脑磁图五.地球的磁场:
保护人类和生物免受高能宇宙射线的伤害;
提供地下矿床和地质构造的信息;
与地震和火山爆发有关;
北极光六.宇宙中的磁现象：
宙空间存在磁场；
太阳黑子；
月球磁场的测量；
七.微观世界磁现象:
分子、原子具有磁性；
原子核具有磁性；
基本粒子具有磁性；
2什么是磁场？
磁场的来源？
磁场：
对放入其中的小磁针有磁力的作用的物质叫做磁场
来源：
磁体电流变化的电场
3.物质宏观磁性的起源是什么？
物质磁性具有普遍性宏观物质的磁性都源于原子的磁性
4.“任何物质都具有或强或弱的磁性，任何空间都存在或高或低的磁场”，这句话对吗？
对
5.强磁性发生的必要条件是什么？
一．材料中含有磁性原子。
二.相邻磁性原子的原子磁矩（自旋）之间有强的交换作用
6.如何利用实验技术达到小于1k的极低温度？
绝热退磁效应产生低于1K的极低温度
7.巨磁阻效应的应用？
1．巨磁电阻（GMR）传感器的应用
2．GMR读出磁头在计算机信息存储中的应用
3.GMR在随机存储（MRAM）中的应用
4．GMR在各种逻辑元件和全金属计算机中的应用
1.磁现象包括哪两方面？
A
a.物质的磁性和空间的磁场；
b.宇宙磁现象和微观世界磁现象；
c.地磁场和生物体磁性
2.物质宏观磁性的起源是什么？
B
a.磁极；
b.电荷运动；
c.电流；
d.交变的电场
3.利用哪种实验技术可达到小于1k的极低温度？
a.顺磁共振；
b.绝热退磁效应；
c.磁屏蔽；
d.抗磁共振
答案：
1.a;
2.b;
3.b
微电子技术
[1]什么是微电子技术？
微电子技术是信息社会生活和工作的基础
微电子技术的核心是集成电路技术；
集成电路的标志性产品是CPU（即中央处理器）
[2]微电子技术的核心是集成电路技术，集成电路技术的标志性产品是什么？
[3]什么是系统芯片？
SOC是从整个系统的角度出发，把处理机制、模型算法、软件（特别是芯片上的操作系统-嵌入式的操作系统）、芯片结构、各层次电路直至器件的设计紧密结合起来，在单个芯片上
完成整个系统的功能
[4]什么是MEMS？
MEMS是指集微型传感器、微型执行器、信号处理和控制电路、接口电路、通信系统以及电
源于一体的微机电系统
[5]晶体管是
（A）控制元件；
场效应管是（B）
控制元件。
（A）电流（B）
电压
1.（F）是设计和制造微型电子元器件和电路，并用它们构成各种电子装置，实现电子系统微型化的技术总称。
A．电阻；
B.电容；
C.晶体管；
D.场效应管；
E.集成电路；
F.微电子技术；
G.MEMSH微机电系统；
H.系统芯片；
I.高K介质；
J.光刻技术；
K.互联线技术
2.微电子技术的核心是集成电路技术，（E）的标志性铲平是CPU（即中央处理器）
A.电阻；
3.（H）是从整个系统的角度出发，把处理机制、模型算法、软件（特别是芯片上的操作系统嵌入式的操作系统）、芯片结构、各层次电路直至器件的设计紧密结合起来，在单个芯片上完成整个系统的功能；
G.MEMSH微机电系统；
4.（G）技术将微电子技术和精密机械加工技术相互配合，实现了微电子与机械融为一体的系统。
从广义上讲，MEMS是指集微型传感器、微型执行器、信号处理和控制电路、接口电路、通信系统以及电源与一体的微机电系统。
激光技术
[1]振幅调制就是载波（ω0）的（）随着调制信号（ωi）的规律而变化的振荡，简称调幅。
如果调制信号是一个时间的正弦函数，则调幅波的频谱是由（）频率成分组成的，其中，第一项（ω0）是载频分量，第二（ω0+ωi）项是因调制而产生的新分量，称为边频分量，……。
[2]激光光场的分布一般用横模和纵模描述。
（横模）是指在谐振腔的横截面内激光光场的分布。
一般用TEMmn表示它的基数。
mn越大，光强分布就越复杂而且分布范围越大，方向性也越差。
（纵模）是指就是指沿谐振腔轴线方向上的激光光场分布（主要指激光波长）。
对于一般腔长的激光器。
[3]激光谐振腔的长度L和折射率n确定以后，往往同时产生成千上万个纵模（波长）振荡;
这些纵模（波长）一般满足：
2nL=qλ（q为正整数）。
纵模个数取决于激光的增益曲线（宽度）及相邻两个纵模的频率间隔（△υ=c/2L）。
[4]锁模的核心内容就是尽量使得激光产生更多的纵模（每个纵模对应一个激光的频率或波长）；
并且通过调制使得相邻纵模的初位相之差是（常数）。
[5]频率（）通常系指激光器在连续运转时，在一定的观测时间τ内频率的平均值与该时间内频率的变化量之比。
[6]频率（）是指：
在不同地点、不同时间、不同环境下稳定频率的偏差量与它们的平均频率的比值。
[7]采用行波放大技术是获得高能量激光的有效途径，激光放大器与激光器基于同一物理过程：
受激辐射的光放大，其主要区别是激光放大器没有（谐振腔）。
[8]调Q技术的出现和发展，是激光发展史上的一个重要突破，它是将激光能量压缩到宽度极窄的脉冲中发射，从而使光源的峰值功率可提高几个数量级的一种技术。
Q值称为品质因数，它定义为:
Q=2πυ0×
（腔内存储的能量/每秒损耗的能量）。
调Q技术就是通过某种方法使腔的Q值随时间按一定程序变化的技术。
或者说使腔的（Q值）随时间按一定程序变化的技术。
1.产生激光的必要条件是什么？
（1）选择具有适当能级结构的工作物质，在工作物质中能形成粒子数反转，为受激辐射的发生创造条件；
（2）选择一个适当结构的光学谐振腔。
对所产生受激辐射光束的方向、频率等加以选择，从而产生单向性、单色性、强度等极高的激光束；
（3）外部的工作环境必须满足一定的阈值条件，以促成激光的产生。
这些阈值条件大体包括：
减少损耗，加快抽运速度，促进（粒子数）反转等。
像工作物质的混合比、气压、激发条件、激发电压等等。
2.对于激光，什么是横模？
什么是纵模？
激光的模，就是在激光腔内获得振荡的几种波长稍微不同的波型。
所谓横模,就是指在谐振腔的横截面内激光光场的分布。
所谓纵模,就是指沿谐振腔轴线方向上的激光光场分布。
它和激光的频率（波长）联系着；
所以纵模也叫轴模。
3.证明激光器振荡纵模间隔为Δνq（频率）=c/（2nL）
光学谐振腔就是放大的F-P标准具，根据多光束干涉原理，则有：
n为折射率，L为腔长,因
所以
取微分后Δνk=c/（2nL）
4.什么是激光调Q?
为什么说激光调Q就是调损耗？
（腔内存储的能量/每秒损耗的能量）
从而获得强度大、脉冲宽度窄的激光
Q值与谐振腔的损耗成反比，要改变激光器的阈值，可以通过突变谐振腔的Q值（或损耗δ）来实现。
5.请说明激光器和激光行波放大器的异同点。
激光放大器与激光振荡器基于同一物理过程，即受激辐射的光放大。
其主要区别是激光放大器（行波）没有谐振腔。
工作物质在光泵浦的作用下，处于粒子数翻转状态，当从激光振荡器产生的光脉冲信号通过它时，由于入射光频率与放大介质的增益谱线相重合，故激发态上的粒子在外来信号的作用下产生强烈的受激辐射。
这种辐射叠加在外来光信号上而得到放大，因而放大器能输出一束比原来激光亮度高得多的出射光束。
另外，为了得到共振放大，要求放大介质有足够的翻转粒子数和与输入信号相匹配的能级结构。
6.短腔法选纵模的原理是什么？
依据题3，相邻纵模的频率差Δνk与谐振腔长成反比；
因此只要缩短腔长就能增大Δνk。
当腔长短到一定程度，使得Δνk能和增益曲线高于阈值部分的宽度Δν0可比或者更大时，输出的激光肯定是单纵模。
（见下图）
光通信技术
[1]G.652光纤在1550nm波长处的典型损耗值是[B]
A．0.1dB/kmB.0.2dB/kmC.10dB/kmD.20dB/km
[2]光纤在三个波长附近的损耗最低，分别被称为三个“窗口”，指的是[C]
A．0.9μm,1.3μm,1,55μmB.0.9μm,1.39μm,1,55μm
C.0.85μm,1.3μm,1,55μmD.0.85μm,1.39μm,1,55μm
[3]下面的器件中，哪种不属于无源光器件？
[B]
A．光纤连接器B.偏振光控制器C.光纤耦合器D.掺铒光纤放大器
[4]
（1）适合于长距离、大容量光通信系统的光源是[A]
（2）适合于短距离、小容量光通信系统的光源是[D]
A．LDB.APDC.PIND.LED
[5]目前，最为成熟对光的参量调制方式是[B]
A.幅度调制B.强度调制C.相位调整D.偏振调制
[6]
（1）光发射机的作用是将电信号转化为光信号。
（2）光接收机的作用是将传输光路中的光信号转换为电信号。
A．磁B.电C.光D.声
[7]光发射机中激光器的控制电路包括[C]
A．温度控制和电流控制B.电路控制和光路控制
C.温度控制和光功率控制D.直流控制和交流控制
[8]在光接收机的组成部分当中，起到最关键作用的是[A]
A．光前置放大部分B.主放大部分
C.数字信号恢复部分D.译码部分
[9]功率放大器又被称为，主要目的是获得较大的输出功率。
[B]
A．线路放大器B.后置放大器C.前置放大器D.中继放大器
[10]EDFA利用作为增益介质。
[D]
A．多模光纤B.普通石英光纤C.掺镱光纤D.掺铒光纤
1.常用光纤的类型及其损耗。
阶跃型光纤（Step-IndexFiber，SIF）和渐变型光纤（Graded-IndexFiber，GIF。
多模光纤（Multi-ModeFiber，MMF）和单模光纤（SingleModeFiber，SMF）
短波长光纤、长波长光纤和超长波长光纤
阶跃型多模光纤、渐变型多模光纤和阶跃型单模光纤
2.石英光纤的损耗谱。
损耗主要机理：
材料吸收、瑞利散射和辐射损耗
3.传输光路的组成。
光发射机-------光纤------光接收机
4.光源选择与光通信系统的距离、容量的关系。
1.与光纤匹配2.电接口3.可靠性要求
5.点对点通信系统的基本组成，及其作用。
6.光的参量调制方式有哪几种，目前最成熟的哪一种？
Ø
光的幅度：
幅度调制和强度调制
光的频率：
频率调制
光的相位：
相位调制
光的偏振：
偏振调制
光的量子态：
量子态调制
现在成熟利用的光的参量是强度调制
7.光发射机中激光器的驱动电路的组成。
偏置部分：
偏置电路是一个有用信号电流（调制部分）与直流电流的相加电路。
调制部分
8.光发射机中激光器的控制电路的组成。
温度控制，光功率控制
9.说明光接收机的组成，并指出其中起到关键作用的是哪一部分？
光前置放大部分
10.放大器按作用分为哪几类？
分别指出其使用目的。
后置放大器（功率放大器）
线路放大器（线性放大器）
前置放大器（低噪声放大器）
11.掺铒光纤放大器的组成
普通光纤掺入稀土元素，使无活性的光纤变为有活性的光纤
显示技术
[1]人眼对图像的角度分辨是什么？
若显示屏距观察者为10米，请估算人眼能够分辨的像素的尺度是大约多少？
[2]人眼对光的感知有什么特点？
最灵敏的感知波长是多少？
1.人眼对光强的感知是非线性的,人眼对光强的感知是波长的函数
2．人眼对绿光响应更加敏感，在555nm时达到峰值
[3]请根据色度图简述如何获得彩色显示。
[4]仔细观察彩色电视机或计算机荧屏，并说明彩色显示原理
[5]什么是液晶？
TN液晶显示器是如何工作的?
1.液晶：
是介于固态和液态之间的，具有一定程度位置或取向有序的一种物质状态液晶相也可以称为“中间相”.
2.工作原理：
在两平行平板电极之间充有液晶物质，利用液晶在电场或磁场作用下，光学性能的改变来实现显示。
[6]阴极射线管显示器、等离子显示器、液晶显示器是主动发光型显示？
还是非发光型显示？
主动发光型：
阴极射线管（CRT）、等离子体显示板（PDP）、电致发光显示器（EL）、场致发射阵列平板显示器（FED）、真空荧光管显示器（VFD）、显示光发射二极管显示器（LED）
非主发光型：
液晶显示器（LCD）、电化学显示器、电泳成像显示器（e-Ink）、悬浮颗粒显示器、旋转球显示器、数字微镜显示器
[7]哪一种显示器更适合用于户外大型显示？
LED
[8]调查市场上
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