光量子学习题答案
《光量子学基础》习题答案（沈建其提供，2009
年6
月）
说明：习题难度非常低，大多习题均可以在ppt 中直接找到答案。
第一次习题：
1．
计算（1）：de Broglie 波长均为5埃（?）的电子、中子与光子的动量与能量各为多少？
答：这三种粒子的动量都是34
2410
6.6310 1.3310510
p h λ---?===??Kg ·m/s
(或24
1.310-? Kg ·m/s)。
电子的动能 ()
2
242
18
30
0 1.33100.96510220.91110
k p
E m ---?=
==???J 6.03=eV
（或6eV ）
（1电子伏特＝19
1.6010-?焦耳）
中子的动能
()
2
242
21
27
0 1.33100.5261022 1.6710
k p
E m ---?=
==???J 2
0.33010-=?eV
以上使用牛顿力学的动能公式（6.03eV 远比电子的静止能量20
m c 约0.5MeV 小，0.0033eV
远比中子的静止能量20
m c 约990MeV 小，说明没
有必要使用相对论来计算）
但光子是相对论性粒子，必须用相对论来计算： 光子动能（总能）248
1.3310 3.0010k E pc -==???J ＝
4.0016
10-?J=2.503
10?eV 。
说明：虽然以上问题中，牛顿力学的动能公式是
非常良好的近似，但使用相对论亦可。有的学生
计算了动能部分，有的学生计算了总能量2
E mc =，
答案是开明的，都属对，但要知道2
E mc =与动能
2
2p m 之间如下关系：
粒子总能量2
E mc =
，动质量m =
。2
E mc =可以用
泰勒展开：
2246001
...
2
E m c m v av bv =++++，其中20
m c 为静止能量（rest
energy ）,
2012
m v 为牛顿动能（它只是2
E mc =的一部
分）。只有当低速的时候，2
20
01
2
m c
m v +才重要，其中
2012m v 更重要。当高速的时候，2
12
m v 不再重要。此时应该用2
E mc =等来计算。因此，本习题求中子与电子的动能时，可以用如下两法：
①使用p =
v
，代入2E =
，求出
总能量E, 再减去静止能量2
m c ，即是动能。
② 利用动量p 的数值，使用2
2224
0E
p c m c
=+，求出总
能量E, 再减去静止能量20
m c ，即是动能。 以上两法是等价的。以上两法对于光电系学生不作要求，但还是有不少学生就使用了以上两法，
说明他们对于普通物理掌握得不错。值得赞赏！！
计算（2）：当电子与中子的速度都为1000m/s 时，它们的物质波（de
Broglie 波）波长各为多少？当它们通过一个宽度为10nm 的细缝时，谁的衍射效应强？哪者需要使用量子论研究，哪者可以近似用牛顿力学处理？
普朗克常数34
6.6310h -=?J ·s, 约化（reduced ）普朗克常数
341.05102h
π
-=
=?J ·s, 电子质量30
0.91110-?Kg, 质子与中
子质量接近，可以取27
1.6710-?Kg 。 答： 电子的物质波波长34
730
6.6310
7.30100.911101000
h p λ---?===???m
＝730nm ， 中子的物质波波长3410
276.6310 3.97101.67101000
h p λ---?==
=???m ＝
0.4nm ，
根据衍射理论，屏幕上衍射暗条纹之间的距离为/L a
λ （L 为细缝与
屏幕
之间的垂直距离，a 为缝宽）。波长越短，粒子性越强；波长越长，波动性越明显，衍射效应越强。电子的衍射效应强，电子需要使用量子论研究，本例中子可以近似用牛顿力学处理。
2． 根据“1-量子力学的提出.ppt ”中的内容，把Compton （康普顿）散射理
论独立推导一遍，体会光子的确具有客观实在性，同时锻炼自学能力。 答：略
3． 根据“1-量子力学的提出.ppt ”中的内容，把Bohr （波尔）的氢原子结构
理论的数学独立推导一遍，体会Bohr 创建原子模型的心路历程，同时锻炼自学能力。 答：略
第二次习题：
1．下面各个状态中，哪个与1
ψ描写同一个状态？理由是？
2/2/3/1232/(2)/
2/456,,,
,
3,
(42).i x i x i x i x i x i x e e e e e i e π
ψψψψψψ--+====-==+
答：1
46(),(),()x x x ψ
ψψ描述同一个状态（差别仅在于无关紧要的常数系数，
它们可以通过归一化手续去掉）。
2．有两个波函数
12sin
()||()1,2,3,
20||sin
()||()1,2,3,20||n A x a x a x n a
x a n A x a x a x n a
x a
πψπψ?
-≤?==±±±??>?
?
+≤?==±±±??>?
1()x ψ与2()x ψ是否等价？理由是？
对1()x ψ中，2n =±的两个波函数，是否等价？理由是？ 答：
()()12sin
sin sin cos cos sin ;2222222
sin sin sin cos cos sin 2222222n n n n n n n A x a A x A x A x a a
a a n n n n n n n A x a A x A x A x a a a a ππ
πππππψπππππππψ??????
=-=-=-+-
? ? ???????
??????
=+=+=+ ? ? ?
??????
可以看出：
当n 是偶数的时候， sin 02n π
??±
= ???
，1()x ψ与2()x ψ等价。 当n 是奇数的时候，cos 02
n π
??±
= ???
，1()x ψ与2()x ψ等价。 说明：我们也可以使用如下更为方便且严密的做法：即把1ψ用2ψ表示出来。
()()()222222
422222222222222
2
11sin 22211
22sin sin
22n n n n n n i x a i x a i x i x i i a a a a n n n n n n n n n n i x i x i x i x i i i i i i a a a a n n i
i
n x a e e e e e e a i i e e e e e e e e e e i i n n n x e e
a
ππππππ
ππππππππππππππππ
---------????-=-=-????????
????=-=-????????
??=+
= ???
()2x a a
+ 其中第三等号后使用了关系42
1n i
e π=。以上看出，1ψ与2ψ可以互相表示，它
们只相差一个常数系数22
n i e
π（常数系数之间的差别可以通过归一化手续去掉，
所以1ψ与2ψ等价）。 （说明：这里，22
(1)n i n e π=-）
对1()x ψ中，2n =±的两个波函数，
()1sin sin sin cos 22222
n n n n n A x a A x A x a a a ππ
πππ
ψ????=-=-=-
? ?????
，
2
n =±，它们等价。
3． 由薛定谔方程
2
2[]2i V t μ
?ψ=-?+ψ?证明：
2
[]
2i t μ
*
**?ψψ=??ψ?ψ-ψ?ψ?（）， 并与粒子数守恒公式（连续性方程）
0J t
ω
?+??=?比较：如果粒子数密度ω定义为*
ψψ，那么流密度J 的表达式是什么？
答：见PPT 讲义或曾谨言的《量子力学教程》（2003年出版）（有扫描电子版）p.17.
4． 一维谐振子处于状态22()exp(/2)x A x ψα=-。求：归一化系数A （请用α
表
示）。
答：假设归一化系数A
为实数。由归一化条件，可得
*
222
()()1
exp()1.
x x dx A x dx ψ
ψα+∞
-∞
=?-=??
由数学用表可以查得：22exp()x dx αα
+∞
-∞
-=
?
那么2
1A α
=
，所以A = 说明：如果没有数学用表，我们也可以自己计算22exp()x dx α+∞-∞
-?（是某一年的数学考研填空题），方法如下：
设2222exp()exp()I x dx y dy αα+∞
+∞
-∞
-∞
=-=-??，
()()()
2222
220
22
22
20
2exp exp 2exp I x y dxdy r rdr r d r
ααππαααπα
+∞
-∞∞
∞
??=-+????=-???=-=???
那么，I =
。那么2
1A =
，所以A = 注意：以上把,x y 看作直角坐标，2dxdy rdr π=是直角坐标与二维极坐标面积微元之间的转换。
第三次习题：
1． 一维无限深势阱，其势能分布是：
,00,0,x V x a
x a ?+∞
=≤≤??+∞>?
物理学院2011级光学专业研究生 《光电子学与光子学原理及应用》考题 1．简答题 1.1 受抑全内反射有什么特点？ (5分) 1.2 解释下图中的现象。(5分) 1.3 本征半导体、n 型半导体和p 型半导体的Fermi 能级以什么特点？? (5分) 1.4 下图是一个LD 的输出谱，解释三个谱变化的物理含义。 (5分) 1.5 下面的雪崩光电二极管中有什么特点？吸收和倍增发生在什么区域? (5分) 2．计算题 2.1 假设一个光源辐射的频率谱有一个中心频率ν0和谱宽?ν。以波长来衡量， 这个频率谱有一个中心波长λ0和谱宽?λ。显然，λ0 = c/ν0。因为?λ << λ0、?ν << ν0，利用λ = c/ν，证明：谱宽?λ和相干长度l c 满足： c 2000λννλνλ?=?=?，λλ?=?=20t c l c
对于He-Ne 激光器，λ0 = 632.8nm ，?ν ≈1.5GHz ，计算?λ。(15分) 2.2 一个介质平板波导中间薄层是一个厚度为0.2μm 的GaAs ，它夹在两个AlGaAs 层之间。GaAs 和AlGaAs 的折射率分别为 3.66和3.40。假设折射率随波长变化不是很大。截止波长是多少？(大于截止波长时波导中只能传播单模)。如果波长为870nm 的辐射(对应于带隙辐射)在GaAs 层传播，消逝波向AlGaAs 层的贯穿深度是多少？这个辐射的模场直径是多少？(15分) 2.3 内量子效率ηint 给出在正向偏置下电子空穴复合中辐射复合并引起光子发射的比例。非辐射跃迁中，电子和空穴通过复合中心复合并发射声子。由定义， nr r r int 111)(τττη+=+=非辐射复合速率辐射复合速率总复合速率辐射复合速率 τr 是少数载流子在辐射复合前的平均寿命，τnr 是少数载流子通过复合中心复合前的平均寿命。 总电流I 是由总复合速率决定的，而每秒发射的光子数(Φph )是由辐射复合速率决定的。所以，内量子效率ηint 又可以写为： e I h P e I //op(int)ph int νη=Φ==每秒损失的总载流子每秒发射的光子 其中，P op(int)是内部产生的光功率(还没有出腔外)。 对一个在850nm 发射的特定的AlGaAs LED ，τr =50ns ，τnr =100ns 。在100mA 的电流下，内部产生的光功率是多少？(15分) 2.4 一个InGaAsP-InP 激光二极管的光学腔长为200μm ，峰值辐射在1550nm 处，InGaAsP 的折射率为4。假设光学增益带宽不依赖于泵浦电流并取为2nm 。问： （1）对应于峰值辐射的模数是多少？ （2）腔模之间的间隔是多少？ （3）在这个腔中有多少模式？ （4）这个光学腔两端（InGaAsP 的晶面）的反射系数和反射率是多少？(15分) 2.5 一个商用的InGaAs pin 光电二极管的响应度曲线如下图。它的暗电流为5nA 。 (1) 在1.55μm 波长下，导致二倍暗电流的光电流的光功率是多少？在1.55μm 处，光电探测器的量子效率是多少？ (2) 在1.3μm 波长下，如果入射光功率相同，光电流是多少？在1.3μm 处，光电探测器的量子效率是多少？ (15分)
光电子学与光学
光电子学与光学 一、项目定义 项目名称：光电子学与光学 项目所属领域：基础产业和高新技术及基础科学 涉及的主要学科：微电子学与固体电子学（国家重点学科）、光学、通信与信息系统 项目主要研究方向： ●新型光电子材料、器件及其集成技术 ●有机光电子学 ●光波导及光纤器件 ●光电子器件理论研究、CAD设计及信息处理 ●非线性光学材料与系统 二、项目背景 1．项目建设意义 近年来，信息技术的蓬勃发展对人类社会产生了巨大的影响。它不但改变了人们的生活方式，而且确立了以信息产业为核心的现代产业结构。信息技术是一个包含了材料科学、计算机科学、电子科学、光学、信息获取、处理
与传输等多门学科的综合性的技术领域。信息技术对经济建设、国家安全乃至整个国家的发展起着关键性的作用，它是经济发展的“倍增器”和社会进步的“催化剂”，是体现一个国家综合国力和国际竞争力的重要标志。在迄今为止的人类历史上，没有一种技术象信息技术这样能够引起社会如此广泛、深刻的变革，在20世纪末和21世纪前半叶，信息技术乃是社会发展最重要的技术驱动力。 目前，全球信息业飞速发展，要在国际竞争舞台立于不败之地，必须有自主知识产权的技术和产品，必须有具有创新能力的人才队伍，能够创造出具有世界先进水平的研究成果。我国是发展中国家，与经济发达国家相比，在发展高技术、推进产业化过程中，不可避免地会遇到更多的困难和障碍，在发挥优势实现跨越式发展中，必须要以坚强的国家意志为基础，发挥政府导向作用，调动各方面积极性，实行统筹规划，集中资源，以保证信息技术实现跨越式发展。建设一个有自主技术、高度发达的光通信、光存储、光显示等信息产业是至关重要的。 光子已成为信息的重要载体，光电子学与光学作为信息技术的重要组成部分之一，已经越来越引起人们的重视与关注。人们不断地探索着光的本质，研究光子的产生、传输、存储、显示和探测的机理与技术。近年来，随着与化学、材料科学、微电子学、凝聚态物理学、磁学等学科
光从一个更稠密介质n1和一个不太致密的介质N2之间的边界处的全内反射是伴随着在边界附近的介质2的渐逝波传播。发现这一波的函数形式，并与距离的讨论如何将其因人而异进入介质2。其具有的Y衰减为振幅。注意，被忽略，因为它意味着光波在介质2的振幅，因此强度的增长。这里考虑的行波的一部分，这是在z波矢，即，沿边界。从而渐逝波在z 传播。此外，这意味着该传输系数。必须是这是一个实数，并且是相变所指示的复数。注意，不，但是，改变传播沿z和沿y中的渗透的一般表现。 B 强度，反射率，透射率 它是经常需要计算的反射波和透射波的强度或照度当光在指数n1的介质行进，入射在一个边界，在那里的折射率变化到n2。在某些情况下，我们简单地在垂直入射那里是在折射率的变化感兴趣的.. 对于光波行进机智速度v与相对介电常数ε的介质时，光强度L是在电场振幅e作为定义的。 这里表示在每单位体积的场的能量。当由速度v乘以它给在该能量通过一个单位面积传输的速率。反射率R的措施，以使入射光和反射光的强度可以单独用于电场分量平行和垂直于入射面被定义。虽然反射系数可以是复数，可以表示相位变化，反射率是一定表示强度变化的实数。复数幅度限定在其产品而言，其复数共轭。由于玻璃介质具有大约1.5的折射率，这意味着通常在空气- 玻璃表面上的入射辐射的4％被反射回透射吨涉及发射波到以类似的方式对反射入射波的强度。我们必须，但是，考虑到透射波是在一个不同的媒介，也是其相对于边界方向与入射波的不同折射。对于垂直入射时，入射光和透射光束是正常和透射率被定义.光的部分反射和透射部分必须经过叠加。 例：疏介质反射光的（内部反射） 光的光线是行驶在折射率为n1的玻璃介质=1.45变为事件折射率n2=1.43的密度较小的玻璃介质。假定光线的自由空间波长为1微米。 A 一个我应该为TIR最小入射角是什么？ B 什么是当a =85，反射波的相位变化- 90？ 考虑光在法向入射上的折射率1.5与空气的折射率1的玻璃介质之间的边界处的反射。 A：如果光从旅行的玻璃，什么是反射系数和相对于入射光的反射光的强度？ B：如果光从玻璃行进到空气中，什么是反射系数和相对于入射光的反射光的强度？ C：什么是在一个以上的外部反射偏振角？你会怎么做一个宝丽来设备，基于偏振角偏振的光？ 如果我们从玻璃板上反射光，保持入射角在56.3（我们可以使用反射光将与电场分量垂直于入射面偏振。的透射光将在该领域更大入射平面上，也就是说，这将是部分偏振光。通过使用堆栈玻璃板1可以增加透射光的偏振（这种类型的桩的感光板的偏振片的是在1812年发明了多米尼克fjarago） 当光入射在半导体的表面上，就变成部分地反射。局部反射是在太阳能电池，其中透射光能
《蜀道难的课件制作》 课程名称：现代教育技术 系别:：教师教育学院 专业：汉语言文学行知二班 姓名：郭军 学号：44 注意事项 1.考生需将上述有关项目填写清楚 2.字迹要清楚，保持卷面清洁。 3.交卷时请将本答卷和题签一起上交，题签作为封面下一页装订。 论文试题 课程名称：现代教育技术考核类别：考察 课程类别: 专业选修考试形式: 作品加论文 使用范围：教师教育学院11级 要求： 一、论文题目。 选一节课，必须是你学习的本专业的课程，论文题目为：《XXX课的课件制作》 二、要求： 1、不少于2000字； 2、论文分三部分，第一部分课件制作的目的意义。 3、第二部分，你所选课程的制作方法和过程；要求图文并茂（附制作过程中软件抓图）。
4、第三部分，制作过程中应该注意的问题以及应用了哪些制作软件。 三、评分标准： 1、优秀的标准：论文立意明确，观点正确，有独到见解；论述说理透彻，论据充分，逻辑性强，意见或建议对实际工作具有指导意义和重要参考价值；文章层次清楚，条理清晰；语言流畅自然。 制作课件所用素材为自己制作，课件结构合理，交互性强，具有一定的艺术性，为独创课件。 2、良好的标准：论文立意较明确，观点正确；论述较透彻，逻辑性较强，意见和建议具有一定参考价值；文章层次较清楚，语言流畅，字数符合要求。 制作课件所用素材多数为自己制作，课件结构比较合理，交互性强，具有一定的艺术性，部分为独创课件。 3、中等的标准：论文立意较明确，观点基本正确；论据较充分，有一定逻辑性，能理论联系实际；文章层次较清楚，语言流畅，字数基本符合要求。 制作课件所用素材少数为自己制作，课件结构太简单，少量交互性，具有少量的艺术性，部分为独创课件。 4、及格的标准：论文立意较明确，有一定论述说理，逻辑性一般；文章有一定层次感，语言基本顺畅，字数基本符合要求。 制作课件所用素材少数为自己制作，课件结构混乱，无交互性，具有少量的艺术性，很少部分为独创课件。 5、不及格的标准：论文立意不明，有明显的错误观点和理念；论述说理不明白，文章层次混乱。课件为抄袭课件。 《蜀道难课的课件制作》 目的意义： 《蜀道难》是人教版高中《语文》第六册的一篇课文，内容主要是唐代诗歌。教学目 标是通过朗读把握诗歌丰富多彩的语言特点，领会诗歌奔放磅礴的气势和宏伟豪迈的情感基调，加深对李白诗歌特点的理解。 以往的课堂教学步骤的把握常常并不是很科学，老师有时完全不顾课堂节奏超时或者提前下课有时还是会发生，合理的备课是改善这一问题的关键之一，以此同时加入多媒体课件教学就会更好的合理分配教学时间，按时完成教学任务。伴随课件的教学，可以根据课件的播放板块、环节来调整教学的节奏，从而促进学生们积极的、主动的去学习，进而更好的提高学生的接受度、提升学习的效果。这就是多媒体课件存在并在课堂中应用的第二个意义所在。 传统的课堂主要是讲读、讲授法教学，教师总是沦为了所谓的“教书匠”，而并不是一个“引导者”的角色。课堂上一节课的课堂容量又十分有限，这造成了学生学到的知识的局限性，除了应试以及“死嚼书本”外其他知识均不了解，以至于进入大学、社会之后成为真正的学习的“机器”，这样的结果往往是“丢了西瓜捡芝麻”，“顾此失彼”的。因此，在当今的现代化课堂中使用课件就有了更加丰富的用途。课件的应用能丰富我们的教学内容，增加我们课堂上讲授的内容容量，课件中插入的视频、音乐、图片能加深学生对于课文的理解与学习，让学生在感官上受到熏陶与感染，更好的拓展、迁移、升华，课件的使用既让学生收获更多多元化的知识同时又对教学过程有促进和推动作用。 传统的课堂可能会出现死气沉沉的情况，学生学习兴趣不高、不注意听讲、不主动
摘要：本文介绍了光纤传感器与传统传感器的优点及传光、传感型光纤传感器的原理。之后 讲述了光纤传感器的分类及其特点，最后重点讲述了光纤传感器的应用，主要有在结构工程 检测方面、在桥梁检测方面、在岩土力学与工程方面、在食品工业中、军事技术。 关键字：光纤传感器原理军工应用工程检测 Abstract: This paper mainly introduces the advantages of the optical fiber sensor and the traditional sensor as well as the principles of the optical fiber sensor, including the type of light and the type of sensor. Besides, it describes the classification and features of the optical fiber sensor. At last, the paper focuses on the application of the optical fiber sensor, mainly in the aspects of structural engineering detection, bridge detection, rock-soil mechanics and engineering, food industry and military technology. Keywords: the optical fiber sensor; principle; military application; engineering detection 1.引言 光纤传感技术的发展始于20世纪70年代，是光电技术发展最活跃的分支之一[1]。近年来传感器产品收益日益增大，传感技术已成为衡量一个国家科学技术的重要标志。光纤传感器与传统的各类传感器相比，可用光作为敏感信息的载体，用光纤作为传递敏感信息的媒质，具有光纤及光学测量的特点，电绝缘性能好，抗电磁干扰能力强，非侵入性，高灵敏度，容易实现对被测信号的远距离监控，耐腐蚀，防爆，光路有可挠曲性，便于与计算机联接。因此光纤传感技术发展迅速，种类多样，被测物里量达70多种。基于相位调制的高精度、大动态光纤传感器也越来越受到重视，光纤光栅、多路复用技术、阵列复用技术使光纤传感器的应用范围和规模大幅度提高，分布式光纤传感器和智能结构更是当今的研究热点[2]。 2.原理 光纤传感器主要由光源、光纤、敏感元件、光电探测器和信号处理系统等部分组成，如图 1 所示[3]。由光源发出的光经光纤引导至敏感元件，光的某一性质在这里受到被测量调制，已调光经接收光纤耦合到光电探测器，使光信号变为电信号，最后经信号处理系统处理得到被测量。
现代教育技术基础作业2
《现代教育技术基础作业2》 一、填空题 1．媒体按作用于人的不同感官划分，可分为视听、视觉和听觉。 2．教学媒体由教和学两部分组成。 3．媒体具有传播和获取的功能；媒体具有积累和存储信息的功能。 4．通常小学教学中最普遍使用的教学媒体有黑板和粉笔、文字印刷、图片、实物和模型教具。 5．教学中使用的投影型视觉媒体主要有幻灯和投影。 6．在使用幻灯机时，如果影幕上的图像模糊，应调节幻灯机的调焦旋钮。 7．录音机在教学中使用的方法主要有示范模仿、情景展示和配画放音法。 8．听觉媒体是指承载、传输和控制声音的物质材料和工具。 9．计算机辅助学习主要有辅助学习式和模拟环境两种基本模式。 10．多媒体计算机主要包括三部分：信息输入部分、信息管理部分、输出部分。 11．计算机多媒体的教学功能主要有四个方面：作为教师、作为学习者、作为学习环境或学习工具、教学管理助手。 12．卫星电视系统由上行地面站、同步地球卫星和地面卫星接收站三部分组成。 二、单项选择题 1．教学传播过程中的五个基本要素是。 A．传播者、资源、信息、媒体、接受者 B．传播者、资源、信息、接受者、效果 C．传播者、媒体、信息、接受者、效果 D．教师、媒体、教材、学生、学习效果 2．下面关于教学媒体这一概念的叙述中正确的是。 A．教学媒体是教学信息的发送者 B．在教学中所有的服务于教学的工具都是媒体 C．教师不能算是一种教学媒体 D．黑板不是教学媒体 3．下面关于教学媒体分类的表述中，不正确的是。 A．可按教学媒体的实用性和价值分类 B．可按教学媒体的物理性质分类 C．可按传递信息的单向或双向分类 D．可按与外界接触的人体器官分类 4．下面关于媒体的教学功能的说法中，正确的是。 A．教学媒体的理论和实践是教育技术的唯一研究领域 B．运用媒体的方式、方法对教学的效果影响不大 C．能找到一种可以适合于任何教学目标的“超级媒体”
光电子学与光学 一、项目定义 项目名称：光电子学与光学 项目所属领域：基础产业和高新技术及基础科学 涉及的主要学科：微电子学与固体电子学（国家重点 学科）、光学、通信与信息系统 项目主要研究方向： ?新型光电子材料、器件及其集成技术 ?有机光电子学 ?光波导及光纤器件 ?光电子器件理论研究、CAD设计及信息处理 ?非线性光学材料与系统 二、项目背景 1.项目建设意义 近年来，信息技术的蓬勃发展对人类社会产生了巨 大的影响。它不但改变了人们的生活方式，而且确立了以信息产业 40
为核心的现代产业结构。信息技术是一个包含了材料科学、计算机科学、电子科学、光学、信息获取、处 41
吉林大学“十五” “ 211工程”重点学科建设项目论证报告 理与传输等多门学科的综合性的技术领域。信息技术对经 济建设、国家安全乃至整个国家的发展起着关键性的作用，它是经济发展的倍增器”和社会进步的催化剂”，是体现一个国家综合国力和国际竞争力的重要标志。在迄今为止的人类历史上，没有一种技术象信息技术这样能够引起社会如此广泛、深刻的变革，在20世纪末和21世纪前 半叶，信息技术乃是社会发展最重要的技术驱动力。 目前，全球信息业飞速发展，要在国际竞争舞台立于不败之地，必须有自主知识产权的技术和产品，必须有具有创新能力的人才队伍，能够创造出具有世界先进水平的 研究成果。我国是发展中国家，与经济发达国家相比，在发展高技术、推进产业化过程中，不可避免地会遇到更多的困难和障碍，在发挥优势实现跨越式发展中，必须要以坚强的国家意志为基础，发挥政府导向作用，调动各方面积极性，实行统筹规划，集中资源，以保证信息技术实现跨越式发展。建设一个有自主技术、高度发达的光通信、光存储、光显示等信息产业是至关重要的。 光子已成为信息的重要载体，光电子学与光学作为信 息技术的重要组成部分之一，已经越来越引起人们的重视 与关注。人们不断地探索着光的本质，研究光子的产生、传输、存储、显示和探测的机理与技术。近年来，随着与化学、材料科学、微电子学、凝聚态物理学、磁学等学科 42
第7章光子学基础 第十七章光子学基础 传统光学主要是研究宏观光学特性，如光的折射、反射、成像及光传播时的干涉、衍射和偏振等波动性质，而未去探究其微观的物理原因。然而随着光学的发展，人们逐渐地注意研究光与物质(包括光子与光子)相互作用的微观特性，以及与这种微观特性相联系的光的产生、传播和探测等过程。同时，也逐渐注意研究光子承载信息的能力，以及它在承载信息时的处理和变换等基础问题。现在人们用光子光学(Photon Optics)或光子学(Photonics)来概括这一领域的研究。光子学在现代科学技术中的作用越来越显重要。 本章结合光电效应，引入光子学中的基本概念和关系式，讨论电磁场的量子化和光子的性质，并介绍两个应用。 第一节光的量子性 一、光电效应与爱因斯坦光子学说 (一)光电效应的规律 1887年赫兹在题为“关于紫外光对放电的影响”的论文中首先描述了物体在光的作用下释放出电子的现象，这就是通常所说的光电效应。一般采用图16-1a的装置观察金属的光电效应。电极K和A封闭在高真空容器内，光经石英小窗照射到金属阴极K上。当电极K受光照射时，光电子被释放出并受电场加速后形成光电流。实验发现光电流的大小与照射光的强度成正比，照射光中紫外线越强，光电效应越强。用一定强度和给定频率的光照射时，光电流i和两极间电位差u的实验曲线如图16-1b所示，称为光电流的伏安特性曲线。当u足够大时，光电uu流达到饱和值I;当u?时光电流停止(称为临界截止电压)。总结所有的m00 实验结果，得到如下规律:
(1) 对某一光电阴极材料而言，在入射光频率不变条件下，饱和电流的 大小与入射光的强度成正比。 (2) 光电子的能量与入射光的强度无关，而只与入射光的频率有关，频 率越高，光电子的能量就越大。 ,(3) 入射光有一截止频率(称为光电效应的红限)。在这个极限频率以0 下，不论入射光多强，照射时间多长，都没有光电子发射。不同的integrated energy, chemicals and textile Yibin city, are the three core pillars of the industry. In 2014, the wuliangye brand value to 73.58 billion yuan, the city's liquor industry slip to stabilise. Promoting deep development of integrated energy, advanced equipment manufacturing industry, changning district, shale gas production capacity reached 277 million cubic metres, built the country's first independent high-yield wells and pipelines in the first section, the lead in factory production and supply to the population. 2.1-3 GDP growth figure 2.1-4 Yibin, Yibin city, Yibin city, fiscal revenue growth 2.1.4 topography terrain overall is Southwest, North-Eastern State. Low mountains and hills in the city landscape as the main ridge-and-Valley, pingba small fragmented nature picture for "water and the second land of the seven hills". 236 meters to 2000 meters above sea level in the city, low mountain, 46.6% hills 45.3%, pingba only 8.1%. 2.1.5 development of Yibin landscapes and distinctive feature in the center of the city, with limitations, and spatial structure of typical zonal group, 2012-cities in building with an area of about 76.2km2. From city-building situation, "old town-the South Bank" Center construction is lagging behind, disintegration of the
12春《教育技术学》作业1 试卷总分：100 单选题 一、单选题（共20 道试题，共100 分。） 1. 教育技术具有教育和技术双重特性。一方面教育技术的核心内容是教育，服务的实践领域是教育；同时另一方面它又是教育范畴中的一个特定领域，是（A）。 A. 在教育中引入科学技术的研究、开发与应用，在教育活动中所采取的一切技术手段和方法的总和 B. 在教育中使用计算机人工智能，开展计算机辅助教学 C. 采用视听教育的方法进行教学活动 D. 对教学设计的评价 满分：5 分 2. 静态视觉图像中，（B）结构给人以庄严、宏伟、尊严和刚强的感觉 A. 横线结构 B. 垂直结构 C. 斜线结构 D. 曲线结构 满分：5 分 3. 下列各项中，不属于教育传播环境的是（D） A. 校园环境 B. 教室环境 C. 人际关系 D. 教师 满分：5 分 4. 教育技术包括物化形态的和（B）的技术。 A. 精神形态 B. 智能形态 C. 神化形态 D. 物质形态 满分：5 分 5. 下列教学方法在实践的发展中与教育技术的形成无关的是（D） A. 视听教学的发展 B. 程序教学发展 C. 系统化设计教学的发展 D. 学科教学的发展 满分：5 分 6. 下面哪项不属于程序教学的原则？(D) A. 小步子原则 B. 自定步调原则 C. 及时强化原则 D. 引起注意原则 满分：5 分 7. 下面哪项不属于建构主义理论指导下的教学？(D) A. 随机通达教学 B. 抛锚式教学 C. 支架式教学 D. 程序式教学 满分：5 分 8. 我国《中小学教师教育技术能力标准》包括教学人员、（B）和技术人员三个部分。 A. 服务人员 B. 管理人员 C. 执行人员 D. 监督人员 满分：5 分 9. 信息技术与课程整合的核心是（C） A. 合作学习 B. 意义学习 C. 数字化学习 D. 自主学习 满分：5 分 10. 教育技术的研究内容包括学习过程和学习资源的设计、开发、运用、管理和（C）五个方面 A. 监督 B. 总结 C. 评价 D. 判断 满分：5 分 11. 支架式学习是指（B）
第一章 1.10 Refractive index (a) Consider light of free-space wavelength 1300 nm traveling in pure silica medium. Calculate the phase velocity and group velocity of light in this medium. Is the group velocity ever greater than the phase velocity? (b) What is the Brewster angle(the polarization angle qp) and the critical angle(qc) for total internal reflection when the light wave traveling in this silica medium is incident on a silica/air interface. What happens at the polarization angle? (c) What is the reflection coefficient and reflectance at normal incidence when the light beam traveling in the silica medium is incident on a silica/air interface? (d) What is the reflection coefficient and reflectance at normal incidence when a light beam traveling in air is incident on an air/silica interface? How do these compare with part (c) and what is your conclusion? 1.18 Reflection at glass-glass and air-glass interface A ray of light that is traveling in a glass medium of refractive index n1=1.460 becomes incident on a less dense glassmedium of refractive index n2=1.430. Suppose that the free space wavelength of the light ray is 850 nm. (a) What should the minimum incidence angle for TIR be? (b) What is the phase change in the reflected wave when the angle of incidence qi =85 ° and when qi =90° ? (c) What is the penetration depth of the evanescent wave into medium 2 when qi =85 ° and when qi =90° ? (d) What is the reflection coefficient and reflection at normal incidence (qi =0 ° )when the light beam traveling in the glass medium (n=1.460) is incident on a glass-air interface? (e) What is the reflection coefficient and reflectance at normal incidence when a light beam traveling in air is incident on an air/-glass interface (n=1.460)? How do these compare with part (d) and what is your conclusion? 1.20 TIR and polarization at water-air interface
光电子学与光子学讲义-知识要点
《光电子学》知识要点 第0章 光的本性,波粒二像性, 光子的特性 第一章 1．了解平面波的表示形式及性质，了解球面波、发散波的特点 2．理解群速度的定义及物理意义和光波波前的传播方向的矢量表示、能量的传播方向的矢量表示 3．理解描述反射和折射的菲涅尔公式的物理意义，掌握垂直入射情况下的反射率和透射率的计算公式和布儒斯特角 4．理解全反射情况下导引波和倏逝波的形成和特点，了解古斯-汉森位移。5．掌握垂直入射时反射系数的公式，理解反射率和透射率定义，不会计算6．掌握布儒斯特角的定义和特点。 7．掌握光波相干条件。理解薄膜干涉的物理机制和增透膜、增反膜的形成条件。 8．FP腔的特点和模式谱宽同反射镜反射率之间的关系。 9．了解衍射现象产生条件，理解波动光学处理光的衍射的基本方法。了解单缝、矩形空、圆孔的衍射图案特征和弗朗和费多缝光栅、衍射光栅、闪耀光栅的特点。 10．理解光学系统的分辨本领的决定因素。什么是瑞利判据？理想光学系统所能分辨的角距离公式。 第二章
1．了解光波导的结构特征和分类，理解平面波导导模形成条件，会利用一种方法推导平面介质波导的导波条件（特征方程），截止状态的特点 2．理解光纤色散的概念，掌握材料色散、波导色散、颜色色散、剖面色散、偏振模色散的特点及形成原因 3．了解阶跃折射率光纤的分析方法及相关参数的物理意义，会利用V参数计算光纤的结构参数 4．掌握光纤中的损耗的成因及分类，掌握损耗的描述和计算。 5．了解G.651、G.652、G.653、G.654、G.655、色散补偿光纤的特点,熟悉G.652的主要参数。 第三章 1．了解pn结的空间电荷区的形成、掌握pn结动态热平衡的物理意义。 2．了解pn结外加正向偏压和外加反向偏压时的特性（空间电荷区、势垒以及载流子的变化规律）。 3．掌握LED的工作原理（即pn结注入发光的基本原理）并理解同质结LED 和异质结LED的区别 4．掌握LED的内量子效率与外量子效率的物理意义，和有源区半导体材料带隙宽度与发射波长的关系，以及温度等因素对发射波长的影响 5．理解LED特性参数（光谱宽度，发散角，输出光功率，调制速度，阈值）的物理意义，了解LED结构的特点。 6．理解双异质结实现高亮度LED的原因。 第四章
1.回答下列问题：（1）什么是电声媒体？请列举出常见的电声媒体。（2）录音有哪些教学功能？（3）请写出录音在教学中应用的方法。（4）在录音教学中应注意哪些问题？ （1）什么是电声媒体？请列举出常见的电声媒体。 答：电声媒体是以电声技术为基础发展起来的一类教学媒体，它是现代教育技术媒体的一个重要组成部分。常见的电声教学媒体有有线教学广播、无线教学广播、各种类型的录音教学媒体和语言实验室。 （2）录音有哪些教学功能？ 答：录音在教学中的功能主要表现在：①典型示范，反复训练。②创设情境，突破难点。③因材施教，照顾差异。④及时反馈，自我评价。 （3）请写出录音在教学中应用的方法。 答：①示范法。为学生提供规范性的听觉材料，便于学生的模仿和训练。教师要采用灵活机动的方法对学生加强指导。 ②比较法。为学生提供听觉的对比材料，指导他们分析比较、区别异同、分辨正误、加强练习。 ③情境法。为教学创设情境，增强教学效果，通常和其他媒体配合使用。 ④反馈法。随录随放，使学生真实、迅速地获得反馈信息，及时进行自我分析、自我评价，以利改进。 （4）在录音教学中应注意哪些问题？ 答：①发挥录音作为听觉教学媒体的优势。应进一步挖掘录音教学的功能，深入研究录音教学的方法，使得录音在教学中的作用得到充分的发挥。 ②做好教学设计。根据对教学目标和教学内容的分析，确定录音媒体在教学中的使用目标、使用方法，认真评价使用效果。 ③做好课前的准备工作。进行教学现场实地考察，提前试机，避免临时手忙脚乱，影响教学效果。 ④课后应做好总结和评价。 2.什么是多媒体技术？多媒体技术的基本特征表现在哪些方面？ 答：多媒体技术是计算机交互式综合处理多种媒体信息──文本、图形、图像和声音，使多种信息建立逻辑连接，集成为一个系统并具有交互性的技术。 多媒体技术是多学科与计算机综合应用的技术，它包含了计算机软硬件技术、信号的数字化处理技术、音频视频处理技术、图像压缩处理技术、现代通信技术、人工智能和模式识别技术，是正在不断发展和完善的多学科综合应用技术。
1．第1题 人所感受的外界信息中有80%以上都来自于_________。 A.听觉 B.视觉 C.触觉 D.嗅觉 答案:B 2．第2题 行为主义学习理论的代表人物有华生、___________和桑代克。 A.加涅 B.斯金纳 C.巴甫洛夫 D.冯特 答案:B 3．第3题 当人们从阳光下走进较暗的房屋，就会感到一片漆黑。稍待片刻（几分钟或十几分钟），视觉才能逐渐恢复。人眼这种适应暗环境的功能称为____________。 A.暗适应 B.局部适应 C.本能适应 D.亮适应 答案:A 4．第4题 Cool Edit属于什么软件 A.图像处理软件 B.动画制作软件 C.音频制作软件 D.视频制作软件 答案:C 5．第6题 Adobe Premiere属于什么软件 A.图像制作软件 B.动画制作软件 C.视频处理软件 D.音频处理软件 答案:C 6．第13题 我国开始幻灯教学实验的时间大致是： 世纪末
世纪中 世纪末 答案:B 7．第14题 以学为主的教学设计的理论基础主要是___________的学习理论。 A.行为主义 B.认知主义 C.建构主义 D.人本主义 答案:C 8．第21题 声音是以__________的形式传递和存在的。这是一种机械波，具有纵波的波动特性，例如，反射、折射、绕射、干涉等。 A.震动 B.声波 C.粒子 D.能量 答案:B 9．第22题 教学目标分析的对象是 A.教师 B.学生 C.内容 D.教材 答案:B 10．第23题 以下哪种音频文件是不经过压缩而直接采样记录的数据 答案:B 11．第9题 人的听觉是一个复杂的“物理―生理―心理”过程，常用_______________三种量来描述。 A.音调 B.响度 C.音色 D.音质
Nature Photonic | VOL 4 | SEPTEMBER 2010 Graphene photonics and optoelectronics F. Bonaccorso, Z. Sun, T. Hasan and A. C. Ferrari 石墨烯在光学和电子学方面的丰富的特性引起了广泛关注。除灵活性、鲁棒性和环境稳定性之外，石墨烯还具有高移动性和光透明性。目前的研究焦点是其基础物理和电子器件。但是，我们认为其真正的潜力在于光子学和光电子学方面，其独特的光学和电子性质的结合可以得到充分利用，甚至在没有带隙的情况下，利用狄拉克电子的线性色散也能实现超宽带可调谐性。最近的一些研究成果显示了石墨烯在光子学和光电子学方面的兴起，从太阳能电池和发光器件到触摸屏、光电探测器和超快激光器。 1、引言 电子在石墨烯二维结构中运动时，其能量和动量之间满足线性关系，从而表现为无质量的狄拉克费米子[1-3]。因此，石墨烯的二维带电粒子气的电子特性可由相对论狄拉克方程来描述（而不是有着有效质量的非相对论薛定谔方程[1,2]），其类似于粒子的载流子具有零 质量和约为1610-?s m 的等效的“光速”。 石墨烯具有各种为二维狄拉克费米子所特有的输运现象，如特定整数和分数量子霍尔效应[4,5]，甚至当载流子的浓度趋于零时[1]，也具有约为h e /42 的“最低”电导率，以及Berry ’s 相所带来的具有π相移的Shubnikov –de Haas 振荡[1]。在悬浮样品中观测到的迁移率（μ）高达112610--s V cm 。将此特性与室温下的近弹道输运相结合，使石墨烯在纳米电子材料方面有潜在的应用[6,7]，特别是在高频方面[8]。 石墨烯也有显著的光学性质。例如，尽管它仅有单原子厚度，但具有光学可视性[9,10]。其透射率（T ）可根据细微结构的参数来表示[11]。狄拉克电子的线性色散带来了宽带方面的应用。由于泡里阻塞而观测到饱和吸收[12,13]。非均衡载流子导致热照明[14,17]。化学和物理处理也能导致发光[18,21]。上述这些性质使石墨烯成为了理想的光子和光电材料。 2、电子和光学特性 2.1 电子特性 单层石墨烯（SLG ）的电子结构可用紧束缚哈密顿算符来描述[2,3]。由于键和反键σ-带在能量上完全分离（>10ev 在布里渊区中心Γ），可在半经验计算中将其忽略，仅保留剩
现代教育技术学作业
1．第1题 ________不仅具有路由的功能，而且能对两个网段中使用不同传输协议的数据进行互相的翻译转换，从而使不同的网络之间能进行互联 A.集线器 B.路由器 C.交换机 D.网关 答案:D 您的答案：D 题目分数：3.0 此题得分：3.0 2．第2题 Windows操作系统中的标准图像文件格式是？ A.JPG B.BMP
C.A VI D.GIF 答案:B 您的答案：B 题目分数：3.0 此题得分：3.0 3．第8题 __________是光作用于人眼时引起的明亮程度的感觉。 A.色度 B.亮度 C.强度 D.饱和度 答案:B 您的答案：B 题目分数：3.0 此题得分：3.0
4．第9题 美国心理学家布鲁纳认为：人的认知活动是按照一定阶段的心理结构形成和发展起来的，这种心理结构就是_______。 A.知识结构 B.认知结构 C.知识框架 D.认知内容 答案:B 您的答案：B 题目分数：3.0 此题得分：3.0 5．第10题 Ulead GIF Animator属于什么软件？ A.图像处理软件
B.二维动画制作软件 C.三维动画制作软件 D.视频制作软件 答案:B 您的答案：B 题目分数：3.0 此题得分：3.0 6．第11题 以学为主的教学设计的理论基础主要是___________的学习理论。 A.行为主义 B.认知主义 C.建构主义 D.人本主义 答案:C 您的答案：C 题目分数：3.0
此题得分：3.0 7．第15题 “每一个人都具有发展自己潜力的能力和动力。因此，个体可以自由地选择自己发展的方向和价值，并对自己选择的结果负责。”这是哪种学习理论的观点？ A.行为主义 B.认知主义 C.建构主义 D.人本主义 答案:D 您的答案：D 题目分数：3.0 此题得分：3.0 8．第16题 Adobe Premiere属于什么软件？
《光电子学》知识要点 第0章 光的本性,波粒二像性, 光子的特性 第一章 1．了解平面波的表示形式及性质，了解球面波、发散波的特点 2．理解群速度的定义及物理意义和光波波前的传播方向的矢量表示、能量的传播方向的矢量表示 3．理解描述反射和折射的菲涅尔公式的物理意义，掌握垂直入射情况下的反射率和透射率的计算公式和布儒斯特角 4．理解全反射情况下导引波和倏逝波的形成和特点，了解古斯-汉森位移。5．掌握垂直入射时反射系数的公式，理解反射率和透射率定义，不会计算6．掌握布儒斯特角的定义和特点。 7．掌握光波相干条件。理解薄膜干涉的物理机制和增透膜、增反膜的形成条件。8．FP腔的特点和模式谱宽同反射镜反射率之间的关系。 9．了解衍射现象产生条件，理解波动光学处理光的衍射的基本方法。了解单缝、矩形空、圆孔的衍射图案特征和弗朗和费多缝光栅、衍射光栅、闪耀光栅的特点。10．理解光学系统的分辨本领的决定因素。什么是瑞利判据？理想光学系统所能分辨的角距离公式。 第二章 1．了解光波导的结构特征和分类，理解平面波导导模形成条件，会利用一种方法推导平面介质波导的导波条件（特征方程），截止状态的特点 2．理解光纤色散的概念，掌握材料色散、波导色散、颜色色散、剖面色散、偏振模色散的特点及形成原因 3．了解阶跃折射率光纤的分析方法及相关参数的物理意义，会利用V参数计算光纤的结构参数 4．掌握光纤中的损耗的成因及分类，掌握损耗的描述和计算。 5．了解G.651、G.652、G.653、G.654、G.655、色散补偿光纤的特点,熟悉G.652的主要参数。
第三章 1．了解pn结的空间电荷区的形成、掌握pn结动态热平衡的物理意义。 2．了解pn结外加正向偏压和外加反向偏压时的特性（空间电荷区、势垒以及载流子的变化规律）。 3．掌握LED的工作原理（即pn结注入发光的基本原理）并理解同质结LED和异质结LED的区别 4．掌握LED的内量子效率与外量子效率的物理意义，和有源区半导体材料带隙宽度与发射波长的关系，以及温度等因素对发射波长的影响 5．理解LED特性参数（光谱宽度，发散角，输出光功率，调制速度，阈值）的物理意义，了解LED结构的特点。 6．理解双异质结实现高亮度LED的原因。 第四章 1．了解自发辐射、受激吸收和受激辐射概念、激光产生的条件和模式的概念，熟悉光学谐振腔的功能和特点。 2．理解半导体激光器粒子数反转的条件，和实现方法。 3．掌握PN结激光器的激射原理、稳态激射条件和特征，阈值状态的定义和特征。 4．理解半导体激光器的主要性能参数，掌握计算阈值电流、功率转换效率、斜效率、外量子效率和外差分量子效率、空间模式、光束发散角、纵模、线宽的物理意义 5．边发射半导体激光器发射光束存在的缺陷。 6．实现半导体激光器单纵模工作可采用哪几种方法？ 7．降低半导体激光器阈值电流的两种方法。 8．掌握宽接触半导体激光器和条形激光器、增益导引(gain guided)激光器与折射率导引（index guided）激光器掌握增益导引(gain guided)激光器与折射率导引（index guided）激光器结构上的差别，折射率导引激光器的优点 9．了解DFB、DBR单模半导体激光器在结构上的特点。