Итоговый тест по специальности «Радиофизика и электроника»

Итоговый тест по специальности «Радиофизика и электроника»
1. Какая формула описывает модуль силы взаимодействия двух точечных зарядов q1 и q2, находящихся в вакууме на расстоянии R друг от друга? (ε0 - относительная диэлектрическая проницаемость среды)
2. Укажите ориентацию и величину магнитного момента μ замкнутого контура
радиуса r с протекающим по нему током I :
3. Укажите определение для длины вектора напряженности электрического поля
в вакууме, создаваемого точечным зарядом q на расстоянии r от этого заряда.
4. Теорема Остроградского-Гаусса в дифференциальной форме формулируется
следующим образом (ρ - объемная плотность заряда, D - вектор электрической
индукции, Е - вектор напряженности электрического поля):
5. Точечный заряд находится на некотором расстоянии от идеально проводящей
плоскости. Непосредственно у поверхности этой плоскости силовые линии
напряженности электрического поля имеют:
6. Два одноименных точечных заряда q1 и q2 находятся в вакууме на расстоянии
r друг от друга. Энергия такой системы зарядов пропорциональна…?
7. Какое положение плоского замкнутого контура с постоянным током будет
устойчивым во внешнем постоянном магнитном поле с вектором напряженности H?
8. Закон Джоуля-Ленца определяет энергию W, выделяющуюся в электрической
цепи постоянного тока за время t , через величины силы тока I и падение
напряжения U как…?
9. Первый закон Кирхгофа говорит о том, что алгебраическая сумма токов в узле разветвленной электрической цепи постоянного тока равна…?
10. Пусть по проводнику протекает постоянный ток I. Если этот проводник с
током поместить во внешнее постоянное магнитное поле, вектор магнитной индукции B которого параллелен проводнику с током, то на этот проводник будет
действовать сила, которая…?
11. Проводник с постоянным током I вызывает появление в окружающей среде
магнитного поля, линии магнитной индукции (B) которого направлены …?
12. Указать зависимость удельного сопротивления металлического проводника
ρ от температуры (ρ0 - удельное сопротивление проводника при t=0o С,
t - температура в градусах Цельсия)
1
13. Две когерентные плоские волны падают на плоскость XOY. Волновые векторы этих волн находятся в плоскости XOZ и направлены под углами + и - по
отношению к оси OZ, а электрические векторы Е направлены вдоль оси OY. Каким будет вид интерференционной картины на экране, установленном в плоскости XOY?
14. Световая волна с длиной волны 0,5 мкм просвечивает дифракционную решетку с периодом 50 мкм перпендикулярно плоскости решетки. Под какими
углами к направлению падения волны будут излучаться три низших дифракционных порядка?
15. Интерферируют две волны от точечных когерентных источников, находящихся в точках О1 и О2. Какая форма интерференционных линий будет наблюдаться в плоскости, проходящей через эти две точки О1, О2?
16. Две плоские оптические волны можно считать когерентными, если они…?
17. Перед тонкой линзой (слева от нее), имеющей фокусное расстояние fл, помещен тонкий плоский транспарант с функцией пропускания t(x1y1) (где x, y координаты в плоскости, перпендикулярной оптической оси системы). Система
транспарант-линза просвечивается когерентной оптической волной, направленной вдоль оптической оси OZ. В какой плоскости справа от линзы следует разместить плоскость наблюдения, чтобы распределение амплитуд световой волны
в этой плоскости T(x2y2) соответствовало Фурье-преобразованию от функции
t(x1y1)?
18. При восстановлении голограммы с наклонным опорным пучком образуется
ряд восстановленных оптических волн. Одна из них - предметная волна, которая
обладает следующими свойствами (выбрать верный вариант):
19. Две плоские когерентные волны с одинаковой поляризацией (вектор Е
направлен вдоль оси Y) направлены на плоскость XOY под углами падения +Θс
= 30°. Волновые векторы волн лежат в плоскости XOZ. Длина волны λ = 0,5
мкм. Каков период интерференционной картины, образованной на плоскости
XOY?
20. Две плоские когерентные волны с одинаковой поляризацией (вектор Е
направлен вдоль оси Y) направлены на плоскость XOY под углами падения +Θс
= 0,01 рад. Волновые векторы волн лежат в плоскости XOZ. Длина волны λ =
0,5 мкм. Какой период интерференционной картины, образованной на плоскости XOY?
21. Пучок когерентного света длиной волны λ и с плоским волновым фронтом
разделен на два пучка П1 и П2 с одинаковой амплитудой. Затем с помощью си2
стемы зеркал пучки П1 и П2 направлены в некоторой области А навстречу друг
другу. Как можно охарактеризовать картину интерференции двух пучков П1 и
П2 в области А?
22. Верно ли утверждение: плоская оптическая волна, прошедшая через транспарант и получившая вследствие этого пространственную модуляцию, не является более плоской оптической волной?
23. Плоская когерентная оптическая волна с амплитудой  0 проходит через амплитудную периодическую решетку с периодом, равным , с гармоническим
t ( x) 
1  m cos( 2 /  ) x
1 m
. Размер решетки огра-
законом изменения прозрачности:
ничен щелью шириной D. Какой вид имеет пространственный спектр прошедшей волны.
24. Плоская оптическая волна (длина волны  = 0,510-3 мм) проходит через
щель, которая имеет ширину D равную 1 мм в направлении координат оси 0х и
неограниченный размер вдоль оси 0у. Рассчитать угол расходимости волны в
плоскости х0z после прохождения щели. Оценку расходимости проводить по
нулям основного дифракционного максимума.
25. Плоская оптическая волна имеет длину волны . Волновой вектор этой волны направлен под углом 1 к оси ОХ и под углом  2 к оси OY. Какими формулами определяются пространственные частоты этой волны  и  по координатам Х и Y?
26. Укажите два прибора, с помощью которых можно измерить напряжение
электрического сигнала.
27. Укажите три прибора, с помощью которых можно измерить частоту электрического сигнала.
28. Каким образом необходимо включить амперметр для измерения силы тока в
цепи?
29. Каким образом необходимо включить вольтметр для измерения падения
напряжения на участке цепи?
30. Какие параметры можно измерить с помощью куметра?
31. Для каких целей в электротехнике применяются шунты?
32. Какой из указанных аналого-цифровых преобразователей (АЦП) имеет самое высокое быстродействие?
3
33. Каким свойством полупроводники принципиально отличаются от проводников и диэлектриков.
34. Как выглядит закон Ома для полупроводников.
(Обозначения: J - плотность тока, e - заряд электрона,  среднее время между столкновениями с атомами, m - масса электрона, n - концентрация электронов,  - подвижность электронов, l - длина свободного пробега электрона, E - напряженность электрического поля, V0 тепловая скорость движения электронов, V - дрейфовая скорость движения электронов)
35. Какой статистике подчиняются носители заряда в полупроводнике.
36. Каков физический смысл уровня Ферми.
37. Для каких носителей заряда в p-n переходе в равновесном состоянии существует потенциальный барьер?
38. Каковы потенциальные барьеры в p-n гомопереходе в состоянии равновесия
для электронов q0n и дырок q0p?
39. Какими носителями заряда обусловлен обратный ток p-n перехода?
40. Какие токи в реальном p-n переходе участвуют в создании обратного тока?
41. Как изменяется обратный ток p-n перехода при увеличении температуры?
42. Как изменяется величина барьерной емкости p-n перехода при увеличении
по модулю обратного напряжения?
43. Какие значения ширины запрещенной зоны соответствуют металлу?
44. Какие значения ширины запрещенной зоны соответствуют полупроводнику?
45. Какие значения ширины запрещенной зоны соответствуют диэлектрику?
46. Какие энергетические диаграммы соответствуют собственным полупроводникам?
Еп - дно зоны проводимости; Ев - потолок валентной зоны; Еф - уровень Ферми; пунктирная
линия - середина запрещенной зоны.
47. Какие энергетические диаграммы соответствуют полупроводникам n-типа?
Еп - дно зоны проводимости; Ев - потолок валентной зоны; Еф - уровень Ферми; пунктирная
линия - середина запрещенной зоны.
48. Какие энергетические диаграммы соответствуют полупроводникам p-типа?
Еп - дно зоны проводимости; Ев - потолок валентной зоны; Еф - уровень Ферми; пунктирная
линия - середина запрещенной зоны
49. Каковы частота, поляризация и направление движения индуцировано излученных фотонов?
4
50. Каким образом обеспечивается положительная обратная связь в лазере?
51. Чем обусловлена высокая пространственная когерентность лазерного излучения?
52. Как изменятся свойства излучения лазера, если внутрь резонатора между активной средой и одним из отражателей оптического резонатора будет помещена
плоскопараллельная пластинка из оптически прозрачного материала, ориентированная строго под углом Брюстера к продольной оси лазера? Считать при
этом, что пороговое значение инверсной населенности не изменится.
53. Что будет происходить со спектром излучения газового лазера при изменении мощности накачки?
54. Колебательным контуром называется электрическая цепь …?
55. После заряда конденсатора и замыкания цепи собственные колебания тока в
колебательном контуре с добротностью Q >> 1 происходят по закону (δ, ω0 > 0):
56. Резонансной частотой параллельного колебательного контура называют частоту, на которой …?
57. Собственная круговая частота ω0 колебательного контура (при добротности
контура Q>>1) равна…?
58. При амплитудной модуляции импульсным сигналом эффективная ширина
спектра частот полученного радиоимпульса равна…?
59. В соответствии с теоремой Котельникова непрерывный сигнал с наивысшей
частотой спектра Fm Гц можно представить последовательностью его значений
в моменты времени, отстоящие друг от друга не более чем на t сек. При этом
величина t равна…?
60. Непрерывный сигнал может быть полностью представлен своими дискретными отсчетами, если …?
61-62. Рассчитать коэффициент усиления схемы K в области низких частот при
условии, что собственный коэффициент операционного усилителя без отрицательной обратной связи очень велик.
63. Вдоль оси Z плоского пленочного волновода распространяется волна TM
поляризации. Какие компоненты электромагнитного поля этой волны отличны
от нуля?
64. Вдоль оси Z плоского пленочного волновода распространяется волна TE
5
поляризации. Какие компоненты электромагнитного поля этой волны отличны
от нуля?
65. Чем отличаются между собой ТЕ моды?
66. Какое физическое явление лежит в основе работы призменного элемента
ввода-вывода излучения?
67. В каком интервале может изменяться коэффициент фазового замедления
волн плоского пленочного волновода, если n2>n1>n3?
68. Как изменяются по оси Y составляющие поля направляемых волн в средах,
составляющих плоский пленочный волновод? Изменения определяются от границы y =0
69. Волноводная волна с замедлением  попадает на призменный элемент связи
с показателем преломления n4. Какое значение должен иметь показатель преломления n4, чтобы волна излучалась в призму?
70. Вторая волноводная мода с замедлением  излучается в призменный элемент с показателем преломления n4. Под каким углом  происходит это излучение?
71. Волноводная мода с замедлением  и длиной волны  излучается с гофрированного участка плоского волновода в среду c n1=1(период гофра). Под
каким углом  происходит это излучение по минус первому порядку дифракции?
72. Выполнение каких условий необходимо для обеспечения максимально высокой эффективности ввода излучения в плоский волновод с помощью призменного или дифракционного элемента ввода?
62. Рассчитать коэффициент передачи (усиления) схемы K в области низких частот при условии, что собственный коэффициент операционного усилителя без
отрицательной обратной связи очень велик.
6