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光电老师面试题目及答案

一、选择题（共20分）

1.光电效应中，光电子的最大初动能与入射光的强度无关，而与入射光的频率有关。（5分）

A.正确

B.错误

答案：A

2.激光的产生需要满足哪两个条件？（5分）

A.粒子数反转和增益介质

B.增益介质和泵浦源

C.粒子数反转和泵浦源

D.泵浦源和激发态

答案：C

3.光纤通信中，单模光纤的中心折射率比包层折射率高，这使得光信号只能在光纤中心传播。（5分）

A.正确

B.错误

答案：B

4.光的偏振现象说明光是一种横波。（5分）

A.正确

B.错误

答案：A

二、填空题（共20分）

1.光电效应方程为：E_k=hν-φ，其中E_k表示光电子的最大初动能，h表示普朗克常数，ν表示入射光的频率，φ表示________。（5分）

答案：逸出功

2.激光的英文全称为LightAmplificationbyStimulatedEmissionofRadiation，其中“Stimulated”指的是________。（5分）

答案：受激辐射

3.在光纤通信中，光信号的传输模式可以分为单模和多模，其中单模光纤的芯径通常小于________微米。（5分）

答案：10

4.光的干涉现象中，两束相干光的相位差为π时，干涉条纹的亮度为________。（5分）

答案：0

三、简答题（共30分）

1.简述光电效应的基本原理及其应用。（10分）

答案：光电效应是指光照射到物质表面时，物质中的电子吸收光子的能量而逸出的现象。基本原理是光子的能量被电子吸收，使电子获得足够的动能从物质表面逸出。应用包括光电探测器、光电倍增管、光电二极管等。

2.描述激光的工作原理，并举例说明激光在工业中的应用。（10分）

答案：激光的工作原理基于受激辐射，即处于激发态的原子在外来光子的激发下，以相同频率、相同方向、相同相位发射出光子的过程。工业应用包括激光切割、激光焊接、激光打标等。

3.光纤通信相比传统的电缆通信有哪些优势？（10分）

答案：光纤通信的优势包括传输速度快、抗干扰能力强、传输距离远、信号衰减小、体积小重量轻、维护成本低等。

四、计算题（共30分）

1.已知光电子的最大初动能E_k为1.6eV，入射光的频率ν为5.0×10^14Hz，求逸出功φ。（15分）

答案：逸出功φ=E_k-hν=1.6eV-(6.626×10^-34Js×5.0×10^14Hz)=1.6eV-3.313e-19J=1.6eV-0.001eV=1.599eV

2.已知光纤的折射率n1为1.5，包层的折射率n2为1.45，求单模光纤的最小芯径。（15分）

答案：根据单模光纤的条件，芯径d应满足V=2π/λ2.405，其中λ为光波长。对于1.55μm的光波长，V2.405。解得d10μm，因此单模光纤的最小芯径应小于10μm。

五、论述题（共30分）

1.论述光的波粒二象性及其在现代科技中的应用。（15分）

答案：光的波粒二象性是指光既具有波动性，又具有粒子性。波动性体现在光的干涉、衍射、偏振等现象，粒子性体现在光电效应、康普顿散射等现象。现代科技中，光的波粒二象性被广泛应用于通信、医疗、工业加工等领域，如光纤通信、激光手术、激光切割等。

2.论述光纤通信的发展历程及其未来的发展趋势。（15分）

答案：光纤通信的发展历程可以分为几个阶段，从最初的多模光纤到单模光纤，从短波长到长波长，从低速率到高速率。未来发展趋势包括提高传输速率、扩大传输距离、降低成本、实现智能化等。随着新材料、新技术的发展，光纤通信将更加普及，为信息社会的发展提供强有力的支撑。