中国计量大学2016年硕士研究生入学考试试题考试科目：823工程光学

《工程光学》试卷 第 页 共3页 1 一、（每小题7分，共6小题，共42分）请解释：
1. 入瞳、出瞳
2. 干涉条纹的可见度及主要影响因素
3. 临界角
4. 惠更斯-菲涅尔原理
5. 费马原理
6. 波的相速度和群速度
二、（18分）已知平面单色波)]1063(exp[28t y x i E x ⨯++-=→，)]1063(exp[328t y x i E y ⨯++=→
，0=z E ，求：（1）波的偏振方向和传播方向；（2）相速度和波长；（3）振幅大小。

三、（15分）如图1，杨氏双缝实验中，原来P 点是屏上第五级亮纹所在位置。

现将一玻璃片插入光源S 1发出的光束途中，则P 点变为中央亮条纹的位置，求
玻璃片的厚度。

（已知: λ＝0.6μm ，玻璃折射率n ＝1.5）
图1
四、（20分）用波长为624nm 的单色光照射一光栅，已知该光栅的缝宽a =0.012mm ，不透明部分b =0.029mm ，缝数N =103条。

试求：（1）中央峰的角宽度；（2）中央峰内干涉主极大的数目。

五、（15分） 汽车两前灯相距1.2m ，设灯光波长为600nm ，人眼瞳孔直径为
D = 5mm 。

试问：对迎面而来的汽车，求人眼刚能分辨出两盏前灯的最远距离。

S S 1P。

2016年浙江省中国计量大学电子技术基础考研真题一、单项选择题。

（共13小题，每小题2分，共26分）1．测得晶体三极管各极对地电压为V B =2.1V ，V E =0V ，V C =12V ，则该管工作在（ ）状态。

A. 截止 B. 饱和 C. 放大 D. 已损坏 2．对于放大电路，所谓开环是指（ ）。

A ．无信号源B ．无反馈通路C ．无电源D ．无负载3．场效应管属于（ ）控制型器件，晶体三极管则属于（ ）控制器件。

A. 电压 B. 电流 C. 电感 D. 电容 4．NPN 型三极管处在放大状态时是( )A. 0,0<>BC BE V VB. 0,0>>BC BE V VC. 0,0<<BC BE V VD. 0,0><BC BE V V 5. 为更好的抑制零漂，集成运放的输入级大多采用( ) A. 直接耦合电路 B.阻容耦合电路 C.差动放大电路 D.反馈放大电路6．某放大器的开环电压放大倍数为1000A =，负反馈系数为0.009F =，则闭环反馈放大器的放大倍数f A =（ ）。

A. 1000B. 0.009C. 100D. 9 7．电流负反馈电路具有（ ）。

A. 稳定输出电压，使输出电阻减小B. 稳定输出电压，使输出电阻增加C. 稳定输出电流，使输出电阻减小D. 稳定输出电流，使输出电阻增大 8. 甲乙类互补对称功放电路与乙类互补对称功放电路相比，优点是( ) 。

A. 输出功率大 B. 效率高 C. 交越失真小9. 在桥式整流电路中接入电容C 滤波后，输出直流电压较未加C 时（ ） A. 升高 B. 降低 C. 不变 10. 下列表达式正确的为( )。

A. 0A A ⊕=B. 1A A ⊕=C. A A A ⊕=D. A A A ⊕= 11. 用编码器对16个信号进行编码，其输出二进制代码的位数是( )。

A. 2 B. 3 C. 4 D. 16 12. 在下列逻辑电路中，不是组合逻辑电路的是( )。

一、物理概念或名词解释（每题3分，共3x10=30分）1. 外光电效应2. 灵敏度3. 霍尔效应4. MEMS5. 磁畴6. 位置敏感器件（PSD）7. 热敏电阻8. 横向压电效应9. 莫尔条纹10. 敏感元件二、填空题（每空0.5分，共0.5x40=20分）1. 通过给传感器输入适当的信号观察其特性参数的方式是获得其输出响应的常规方法。

当输入量为或的信号时，输入与输出的关系称为静态特性。

描述静态特性的参数有、、、等；当输入量为信号时，输入与输出的关系表现为动态特性。

描述动态特性的参数有、、等。

为保证传感器的量值准确，需要对传感器进行标定。

标定就是通过建立传感器与之间的关系。

传感器的标定分为与两种。

2. 电感式传感器是利用线圈的或的变化实现测量的一种装置。

这类传感器的主要特征是具有。

差动变压器式电感传感器按结构可分为、和三类，它们在输入为零时有一个最小的输出电压，称为。

3. 石英是一种重要的压电材料。

石英晶体有和两种。

石英晶体属于晶系，有和石英晶体之分。

石英的三个晶轴（x轴、y轴和z轴）分别称为、和。

当温度达到573℃，石英晶体就失去，该温度是其。

4. 金属导体置于变化着的磁场中，导体内就会产生感应电流，这种电流像水中旋涡一样在导体转圈，这种现象称为。

这时，线圈的阻抗与被测金属导体的、、线圈与金属导体的以及的角频率有关，通过把这些参数的变化变换为电压或频率的变化，即可实现对被测导体的测量。

可以用三种类型的测量电路：、和。

三、选择题（每题2分，共2x10=20分）1. 在理想介质中，超声波的衰减来自于超声波的（）。

A．散射B．扩散C．吸收D．全反射2. 单色光的波长越短，它的（）。

A．频率越高，其光子能量越大B．频率越低，其光子能量越大C．频率越高，其光子能量越小D．频率越低，其光子能量越小3. 在以下传感器中，实现三维动态力测量的最佳方法，是采用（）。

A．应变式感应器B．压阻式传感器C．压电式传感器D．CCD 4. 在运算放大器放大倍数很大时，压电传感器测量电路中的电荷放大器的输出电压正比于（）。

《工程光学》试卷 第1 页 共４页
中国计量大学
2019年硕士研究生招生考试试题
考试科目代码：823 考试科目名称：工程光学
所有答案必须写在报考点提供的答题纸上，做在试卷或草稿纸上无效。

一、简答题（每小题7分，共6小题，共42分）
1. 请写出平面单色光波的表达式
2. 视角放大率
3. 条纹对比度（可见度）以及影响对比度的因素
4. 近视眼形成的原因及矫正方法
5. 望远镜、照相物镜、显微镜的分辨率表达式
6. 波片
二、（15分）一平面电磁波可以表示为0,0)],(104cos[414==−×=z y x E E t c
y E π，求：1.该电磁波的频率，波长，振幅和原点的初相位? （5分）
2.波的传播方向和电矢量的振动方向？ （5分）
3.相应的磁场B 的表达式？ （5分）
三、（18分）在杨氏双缝实验中，波长为 632.8nm 的激光入射在间距为0.22mm 的双缝上，
1. 试求在距双缝为1.8m 处的屏幕上，干涉条纹的间距为多少？ （9分）
2. 若把整个装置放进水中，设水的折射率为n=1.33，则干涉条纹的间距又为多少？ （9分）。

1、 对某物理量进行6次不等精度测量，数据如下。

求加权算术平均值及其标准差。

(10分)解：加权算术平均值为：28.10177.164===∑∑i i i p p x p x （3分） 单位权标准差为28.016391.0112=-=-=∑=m v p m i ix i σ （7分） 加权算术平均值的标准差=∑==m i ix p 1σσ=068.01728.0=望远镜的放大率21f f D =，经重复测量8次得物镜主焦距)10.080.19(11±=±σf cm ，重复测量4次得目镜的主焦距)005.0800.0(22±=±σf cm ，求：1）放大率测量中由f 1 、f 2引起的不确定度分量和放大率D 的标准不确定度。

2）有效自由度eff v3）直径Ｄ在置信概率Ｐ＝95%时的展伸不确定度。

（t 0.05(8)=2.31 t 0.05(9)=2.26 t 0.05(10)=2.23） （20分）解：1)由f 1引起的标准不确定度分量 系数 211f f f =∂∂125.01.08.01111=⨯=∂∂=f u f f u (4分) 由f 2引起的标准不确定度分量系数 212f f f f =∂∂155.0005.08.08.1922221=⨯=∂∂=f u f f u (8分)放在率D 的 标准不确定度199.0155.0125.0222221=+=+=u u u c (12分)2) 其自由度为∑=ii c v u u v 44=958.97)155.0(3)125.0(199.0444≈=+ (17分) 3)求扩展不确定度： 置信概率Ｐ＝95%时，由自由度=9查表得t 0.05(9)=2.26，即包含因子为2.26，于是U 95=2.26*0.199=0.45(cm)（或由自由度=10查表得t 0.05(10)=2.23，即包含因子为 2.23，于是U 95=2.23*0.199=0.44(cm)）(20分)由等精度测量方程2x+y=5.1x-y=1.14x-y=7.4x+4y=5.9试求x 、y 的最小二乘估计及其精度. （15分）解：由测量方程可写出误差方程：1)2(1.5v y x =+-2)(1.1v y x =--3)4(4.7v y x =--4)4(9.5v y x =+-得实测矩阵：L=⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛9.54.71.11.5系数矩阵： A=⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--41141112（2分）Xˆ=L A A A L A C T T T 11)(--=C=A T A=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--41111412⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫⎝⎛--41141112=⎪⎪⎭⎫⎝⎛191122C -1=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛191122-1=4171⎪⎪⎭⎫⎝⎛--221119（5分）X ˆ =L A A A L A C T T T 11)(--==4171⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--221119⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--41111412⎪⎪⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛9.54.71.11.5=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛95.008.2（8分）残差为： 1=5.1-(2*2.08+0.95)=-0.01v 2=1.1-(2.08-0.95)=-0.03v 3=7.4-(4*2.08-0.95)=0.03v 4=5.9-(2.08+4*0.95)=0.02421023-⨯=∑i v直接测得量的标准差为：[]034.01039.321023242=⨯=⨯=-=--t n v σ （11分）C -1=4171⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--221119=⎪⎪⎭⎫⎝⎛22211211d d dd得：d 11=0.046d 22=0.053 （13分）最小二乘估计量x,y 的精度为：006.0046.003.011===d x σσ007.0053.003.022===d y σσ等精度测量方程：2132122115.022.05X X Y X X Y X X Y -=-=-=；观测值为：3.02.08.0321-===l l l试求X 1、X 2的最小二乘估计及其精度估计. （15分）解：由测量方程可写出误差方程：)()5.02()2.05(213321222111x x l v x x l v x x l v --=--=--=由误差方程得实测矩阵：L=⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-3.02.08.0系数矩阵： A=⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛---115.022.05 (2分)Xˆ=L A A A L A C T T T 11)(--= C=A TA=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛---15.02.0125⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛---115.022.05=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--29.13330C -1=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--29.13330-1=7.291⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛303329.1 （5分）X ˆ=L A A A L A C T T T 11)(--==7.291⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛303329.1⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛---15.02.0125⎪⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-3.02.08.0=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛455.0182.0 即 X 1=0.182 X 2=0.455 （8分） 残差为： 0051.02=∑i v直接测得量的标准差为：[]071.0230051.02=-=-=t n v σ （11分） C -1=7.291⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛303329.1=⎪⎪⎭⎫⎝⎛22211211d d d d 得：d 11=0.0434d 22=1.01 （13分）最小二乘估计量x,y 的精度为：015.00434.0071.0111===d x σσ 071.001.1071.0222===d x σσ（15分）。

一、（15分）分别用下列方法求图1所示系统的传递函数。

（1）结构图等效变换；（7分） （2）梅森公式。

（8分）图1二、（15分）已知控制系统结构图如图2所示。

（1）当不存在速度反馈（0b =）时，试确定单位阶跃输入时系统的阻尼系数，自然频率，最大超调量，以及由单位斜坡输入所引起的稳态误差；（8分） （2）确定系统阻尼比等于0.8时的速度反馈常数b 的值，并确定在单位阶跃输入时系统的最大超调量和单位斜坡输入所引起的稳态误差。

（7分）图2三、（15分）设系统结构图如图3所示，误差定义为()()()E s R s C s =−，试确定参数1K 和0T ，使以下条件同时满足： （1）在()r t t =作用下无稳态误差；(8分)（2）在()n t t =作用下稳态误差的绝对值不大于0.05。

(7分)图3四、（15分）设单位负反馈控制系统的开环传递函数为：)7)(2()()(++=s s s Ks H s G（1）绘制系统的根轨迹图；（8分） （2）确定系统稳定时K 的最大值；（4分） （3）确定阻尼比ξ=0.707时的K 值。

（3分）五、（15分）设系统的开环传递函数为：()(1)(0.21)KG s s s s =−+， 其中10K =。

（1）绘制该系统的奈氏图；（10分）（2）应用奈氏稳定判据判断其闭环系统的稳定性。

（5分）七、（20分）已知采样系统结构如图4所示，其中1Tse ZOH s −−=，采样周期1T s =,221()(1)()e k e k e k =−+， （1）求()D z ；（5分） （2）求脉冲传递函数；（5分）（3）试确定系统稳定时的k 值范围。

（10分）图4八、（20分）建立一个合理的系统模型是进行系统分析和设计的基础。

已知一单输入单输出线性定常系统的微分方程为：()4()3()()6()8()y t y t y t u t u t u t ++=++（1）给出状态空间模型（可控标准型），并画出对应的状态变量图；（15分） （2）归纳总结上述的实现过程，试简述由一个系统的n 阶微分方程建立系统状态空间模型的思路。

一、简述题（每小题7分，共42分） 1. 光的独立传播定律 2. 惠更斯-菲涅尔原理3. 线偏振光、圆偏振光、椭圆偏振光4. 入瞳、出瞳5. 布儒斯特角6. 平板干涉相比杨氏干涉有何优点二、（15分）一单色光波的电矢量表示为：00343cos[() ]555x E E k x z t w =+-，0y E =，00443cos[() ]555z E E k x z t w =-+-，式中0E 、0k 、ω都为正实数。

该光波由空气射向折射率为1.5的介质，其分界面是xy 平面。

问：（1）xz 平面是入射面吗？为什么？（2）波矢量x k 、y k 、z k 各为多少？（3）入射角和折射角各为多少？三、（18分）如图1所示，在杨氏干涉实验中，两小孔S 1S 2距离为1mm ，观察屏离小孔的距离为50cm ，用一片折射率1.58的透明薄片帖住其中一个小孔时发现屏上的条纹系统移动了0.5cm ，试计算透明薄片厚度。

图1四、（20分）一束平行光垂直入射到某个光栅上，该平行光束含有两种波长的光，分别为440nm，660nm，实验发现，两种波长极大值的谱线(不计中央明纹)第二次重合于衍射角ϕ=60°的方向上，求此光栅的光栅周期参数d。

五、（15分）一束汞绿光以入射角为600角入射到KDP（磷酸二氢钾）晶体表面，晶体的01.512, 1.470en n==。

设光轴与晶体表面平行，并垂直于入射面，试求晶体中o光与e光的夹角。

六、作图题（每小题10分，共20分）。

1.如图2，试判断下图所示棱镜系统的转像情况，设输入为右手坐标系，画出相应输出坐标系。

（10分）七、（20分）双凸厚透镜，两个球面半径数值分别为 99.3mm 、176.5mm ，透镜折射率为1.672，厚度110.8mm ，透镜置于空气中。

物体置于第一球面左方193.8mm 处，物高10mm 。

物体经过第一球面、第二球面成像，请计算各个像的成像参数，包括物距、物高坐标、像距、像高坐标、垂轴放大率，并说明最终像的虚实性、倒正立、缩放等特点。

《工程光学》试卷 第1 页 共４页
中国计量大学
2019年硕士研究生招生考试试题
考试科目代码：823 考试科目名称：工程光学
所有答案必须写在报考点提供的答题纸上，做在试卷或草稿纸上无效。

一、简答题（每小题7分，共6小题，共42分）
1. 请写出平面单色光波的表达式
2. 视角放大率
3. 条纹对比度（可见度）以及影响对比度的因素
4. 近视眼形成的原因及矫正方法
5. 望远镜、照相物镜、显微镜的分辨率表达式
6. 波片
二、（15分）一平面电磁波可以表示为0,0)],(104cos[414==−×=z y x E E t c
y E π，求：1.该电磁波的频率，波长，振幅和原点的初相位? （5分）
2.波的传播方向和电矢量的振动方向？ （5分）
3.相应的磁场B 的表达式？ （5分）
三、（18分）在杨氏双缝实验中，波长为 632.8nm 的激光入射在间距为0.22mm 的双缝上，
1. 试求在距双缝为1.8m 处的屏幕上，干涉条纹的间距为多少？ （9分）
2. 若把整个装置放进水中，设水的折射率为n=1.33，则干涉条纹的间距又为多少？ （9分）
2019年中国计量大学考研专业课初试考试真题试卷。

《物理光学》试卷 第1页 共3页一、（每小题5分,共6小题,共30分，）请解释： 1. 惠更斯-菲涅尔原理 2. 光波干涉的理想条件 3. 晶体的光轴、主平面与主截面 4. 驻波和柱面波 5. 光栅的角色散和线色散 6. 波片二、（15分）一列平面光波从A 点传播到B 点，在AB 之间插入一透明薄片，其厚度为1h mm =，折射率 1.5n =。

假定光波的波长0500nm λ=，请推导出插入透明薄片后B 点相位变化表达式并计算B 点相位的变化。

三、（25分）用波长为600nm 的光产生迈克耳逊干涉条纹，先看到干涉场中有12个亮环，且中心是亮的；移动平面镜M 1后，看到中心消失了10环，而此时干涉场中还剩有10个亮环，求（1）等效空气层的厚度是变薄还是变厚？（2）M 1移动的距离；（3）M 1移动前中心亮斑的干涉级和相应的等效空气层厚度；（4）M 1移动后，从中心向外数第5个亮环的干涉级次（中心亮斑算第一个亮环）。

四、（15分）只有一个振动方向的一束光在玻璃中传播时，表达式为)]65.0(10cos[10015czt E x +=π，式中c 为真空中光速，求该光的频率、波长和玻璃的折射率。

五、（15分）设计一块光栅，要求（1）使波长600nm λ=的第2级谱线的衍射角030θ≤，（2）色散尽可能大，（3）第3级谱线缺级，（4）在波长600nm λ=的《物理光学》试卷 第2页 共3页2级谱线处能分辨0.02nm 的波长差。

六、（15分）一出射波长为600nm 的激光平面波，投射到一双缝上，通过双缝后，在距离双缝100cm 的屏幕上，观察到屏幕上光强分布如图所示，求：双缝的缝宽和缝间距。

七、（15分）方解石晶片的厚度0.013d mm =，晶片的光轴与表面成60度角，当波长632.8nm λ=的氦氖激光垂直入射晶片时，求（1）晶片内o 、e 光线的夹角；（2）请画图标出o 光和e 光通过晶体后的传播方向和振动方向；（3）o 、e 光通过晶片后的相位差。

第1题[填空题] 难度系数（一般）有一凹球面镜，曲率半径为20 cm，如果把小物体放在离镜面顶点6 cm 处，处，是倒像.第2题[填空题] 难度系数（一般）用直径为5m 的望远镜从地球上观察火星，恰好能分辨火星上的两个物体。

设地球到火星的距离为，可见光的有效波长为550nm，在瑞利条件下，可推导出这两个物体的距离约为km。

第3题[问答题] 难度系数（一般）1、已知物镜焦距为，相对孔径，对无穷远物体成像时，由物镜第一面到像平面的距离为，物镜最后一面到像平面的距离为。

（1）按薄透镜处理，求物镜的结构参数；（2）若用该物镜构成开普勒望远镜，出瞳大小为，求望远镜的视觉放大率；（3）求目镜的焦距、放大率；（4）如果物镜的第一面为孔径光阑，求出瞳距；（5）望远镜的分辨率；（6）如果视度调节为正负5折光度，目镜应能移动的距离。

（7）画出光路图。

字号参考答案：解：根据题意，画出物镜的结构图如下：第4题[问答题] 难度系数（一般）字号参考答案：第5题[问答题] 难度系数（一般）字号参考答案：第6题[问答题] 难度系数（一般）希望得到一个对无限远成像的长焦距物镜，焦距，由物镜顶点到像面的距离L=，由系统最后一面到像平面的距离（工作距）为，按最简单结构的薄透镜系统考虑，求系统结构，并画出光路图。

字号参考答案：第7题[问答题] 难度系数（一般）有一正薄透镜对某一物成倒立的实像，像高为物高的一半，今将物面向透镜移近，则所得像与物同大小，求该正透镜组的焦距。

字号参考答案：第8题[问答题] 难度系数（一般）已知物镜焦距为，相对孔径，对无穷远物体成像时，由物镜第一面到像平面的距离为，物镜最后一面到像平面的距离为。

（1）按薄透镜处理，求物镜的结构参数；（2）若用该物镜构成开普勒望远镜，出瞳大小为，求望远镜的视觉放大率；（3）求目镜的焦距、放大率；（4）如果物镜的第一面为孔径光阑，求出瞳距；（5）望远镜的分辨率；（6）如果视度调节为正负5折光度，目镜应能移动的距离。