Вопросы в экзаменационных билетах за V семестр Введение.

Вопросы в экзаменационных билетах за V семестр
Введение.
1. Методы исследований в экспериментальной физике. Методы и способы измерения
и регистрации.
2. Требования к достоверности экспериментальных данных и содержащейся в них
информации с точки зрения восстановления параметров объекта исследования.
3. Косвенные данные, интерпретация, понятие модели.
4. Случайная величина и случайная функция. Экспериментальные методы оценок
математического ожидания и дисперсии.
5. Случайная величина и случайная функция. Функция распределения и плотность
вероятности.
Основные свойства измерительно-регистрирующих систем.
1. Линейные измерительно-регистрирующие системы, их важнейшие свойства.
2. Стандартные сигналы, используемые для исследования линейных систем, их
математические аналоги. Границы применимости.
3. Воздействие и отклик в линейных системах. Аппаратная функция и связь входного
выходного сигналов.
4. Запись уравнения свертки для временных и пространственных сигналов.
Особенности решения уравнений этого типа.
5. Фурье-образ функции. Обратное преобразование Фурье (восстановление). Функции
ограниченные по частоте и во времени (пространстве).
6. Коэффициент
передачи,
амплитудно-частотная
и
фазово-частотная
характеристики, методы их измерения.
7. Связь входного и выходного сигнала в Фурье-пространстве. Неустойчивость
решения при восстановлении входного сигнала по выходному. Особенности
решения уравнений этого типа.
8. Аппаратная функция и коэффициент передачи. Условие t    2 , границы
применимости моделей аппаратной функции.
9. Линейные системы, не искажающие форму сигнала, “запаздывание”. Коэффициент
передачи в оптике и методы его измерения.
10. Особенности коэффициента передачи для частных вещественных функций.
Коэффициент передачи в оптике.
11. Теорема Котельникова. Дискретизация. Сумматорная форма записи Фурье
преобразований.
12. Основные понятия теории информации. Сигналы и шумы, их статистические и
спектральные свойства.
13. Методы измерения статистических и спектральных характеристик шумов.
14. Скорость передачи информации по радиотехническим и оптическим каналам.
15. Коэффициент потери мощности по К.Шеннону.
16. Пропускная способность канала передачи информации. Информационная емкость
запоминающих устройств.
17. Энергетическая цена информации.
18. Методы измерения переходных характеристик и коэффициента передачи в
радиотехнических устройствах.
19. Методы измерения аппаратной функции и частотно-контрастной характеристики в
оптических приборах.
Исследование импульсных процессов.
1. Методы измерения временных интервалов.
2. Корреляционные методы измерения длительности импульсов фемтосекундного
диапазона. Измерительная схема FROG.
3. Параллельные
и
последовательно-параллельные
аналого-цифровые
преобразователи.
4. Аналогово-цифровые преобразователи (АЦП) последовательного счета.
5. Аналогово-цифровые преобразователи (АЦП) многократного интегрирования.
6. Цифро-аналоговые преобразователи (ЦАП). ЦАП с суммированием напряжений,
резистивная матрица и ЦАП с суммированием весовых токов.
7. Измерение импульсных токов и напряжений, пояс Роговского и делители
напряжения.
8. Способы борьбы с наводками в импульсных системах Система сбора данных,
программно управляемые устройства, стандарт КАМАК.
Фотографические методы исследования и скоростная фоторегистрация.
1. Скоростные методы оптико-механической регистрации: фоторегистраторы и
кадровые камеры.
2. Электронно-оптические преобразователи, устройство, аппаратная функция и
коэффициент передачи.
3. Фотокатоды
электронно-оптических
преобразователей
–
спектральная
чувствительность, функция распределения фотоэлектронов по скоростям.
4. Шумы электронно-оптического преобразователя и оценка точности амплитудных
измерений.
5. Разброс времени пролета и временное разрешение электронно-оптических
преобразователей; формула Арцимовича.
6. Электронно-оптические камеры – пространственное разрешение, аппаратная
функция, частотно-контрастная характеристика, плотность потока передаваемой
информации.
7. Электронно-оптические скоростные регистраторы: устройство, аппаратная
функция, временное разрешение.
8. Электронно-оптические скоростные кадровые камеры: пространственное и
временное разрешения.
9. Микроканальные электронные умножители и микроканальные электронные
усилители в электроннооптических преобразователях, их свойства и применения.
10. МОП - структуры, ПЗС - матрицы и ПЗС - камеры: устройство и возможности.
11. Методы переноса зарядов и их считывания в ПЗС – матрицах.
12. Пространственное разрешение, аппаратная функция, частотно-контрастная
характеристика и информационная емкость ПЗС – камер.
13. Сенситометрические свойства фотослоев: почернение, характеристическая кривая,
светочувствительность, спектральная чувствительность, невзаимозаместимость.
14. Зернистость фотослоя и оценка точности зарегистрированного изображения.
15. Аппаратная функция, коэффициент передачи (частотно-контрастная функция) и
информационная емкость фотослоя.
16. Стохастические и спектральные характеристики шумов в оптических системах,
методы их измерения.
17. Регистраторы, использующие электрооптические эффекты, реализующие кадровые
режимы и режимы фоторегистрации.
Методы Фурье-оптики и Фурье-спектроскопии.
1. Предмет Фурье-оптики – основные принципы.
2. Дифракция света на транспарантах, роль линзы в Фурье-оптике.
3. Фурье-спектры изображений. Фильтрация в Фурье-плоскости, опты Аббе,
оптическая обработка информации.
4. Фильтрация в Фурье-плоскости и оптические методы решения уравнения типа
свертки.
5. Фурье-анализ и интерферометрия; вычисление спектров по интерферограммам.
6. Фурье-спектрометры – основные соотношения, аппаратурная реализация, области
применения, преимущества и недостатки.
7. Частотный анализ оптических систем.
Интерферометрия и теневые методы.
1. Устройство интерферометров, основные уравнения, описывающие распределение
2.
3.
4.
5.
6.
интенсивности в интерференционной картине.
Распределение интенсивности в интерференционной картине, неоднородность
освещения, погрешность оптики.
Интерферометрические исследования осесимметричных объектов. Уравнение
Абеля.
Конструкции интерферометров и методы их юстировки.
Оптические схемы теневых методов и основные соотношения.
Источники света для интерферометрических и теневых измерений и требования к
ним.
Голографические методы измерения.
1. Фотослой в голографии, основные соотношения.
2. Пропускание фотослоя (транспаранта) по амплитуде t ( x, y ) , распределение света за
3.
4.
5.
6.
7.
8.
транспарантом.
Оптическая голография, образование голограмм и восстановление волновых
фронтов.
Основные уравнение голографии. Схемы восстановления в голографии.
Операции в схеме восстановления – получение голографических интерферограмм.
Операции в схеме восстановления – метод двойных экспозиций.
Соотношение сигнал/шум в голографической интерферометрии – дифракционная
эффективность, чувствительность, шумы.
Применение голографии в физических исследованиях и для хранения информации.