База ответов ИНТУИТ

Интеллектуальные сенсоры

<<- Назад к вопросам

В этой задаче использованы следующие обозначения: s - размер излучающей области источника света; f - фокусное расстояние коллимационной линзы; \lambda и \Delta \lambda - длина волны и полуширина спектральной полосы излучения; S_Ф- размер отдельного фотодетектора в плоскости отражения; L - путь, который проходит свет от вершины расходящегося пучка света до линейки фотодетекторов. Сделайте расчеты, касающиеся физической разрешающей способности ППР сенсоров.

Рассчитайте физическую угловую разрешающую способность в оптической схеме ППР сенсора с раcходящимся пучком света, в котором используется полупроводниковый лазер с \lambda = 780 нм и \Delta \lambda = 1 нм; L = 70 мм, S_Ф= 15 мкм, а ППР наблюдается под углом 62°.

(Отметьте один правильный вариант ответа.)

Варианты ответа
\approx 0,18°
\approx 3°
\approx 1,3°
\approx 0,15° (Верный ответ)
Похожие вопросы

В этой задаче использованы следующие обозначения: s - размер излучающей области источника света; f - фокусное расстояние коллимационной линзы; \lambda и \Delta \lambda - длина волны и полуширина спектральной полосы излучения; S_Ф- размер отдельного фотодетектора в плоскости отражения; L - путь, который проходит свет от вершины расходящегося пучка света до линейки фотодетекторов. Сделайте расчеты, касающиеся физической разрешающей способности ППР сенсоров.

Рассчитайте физическую угловую разрешающую способность в оптической схеме ППР сенсора с раcходящимся пучком света, в котором используется светодиод с \lambda =  750 нм и \Delta  \lambda = 16 нм, L = 60 мм, S_Ф= 30 мкм, а ППР наблюдается под углом 64°

.

В этой задаче использованы следующие обозначения: s - размер излучающей области источника света; f - фокусное расстояние коллимационной линзы; \lambda и \Delta \lambda - длина волны и полуширина спектральной полосы излучения; S_Ф- размер отдельного фотодетектора в плоскости отражения; L - путь, который проходит свет от вершины расходящегося пучка света до линейки фотодетекторов. Сделайте расчеты, касающиеся физической разрешающей способности ППР сенсоров.

Рассчитайте физическую угловую разрешающую способность в оптической схеме ППР сенсора с параллельным пучком света, в котором используется светодиод с s = 0,3 мм, излучающий свет с длиной волны 750 нм и \Delta \lambda = 16 нм, при f = 36 мм, а ППР наблюдается под углом 64°

В задаче использованы следующие обозначения: n_c - показатель преломления стеклянной основы съемного рецепторного чипа; n_П - показатель преломления стекла оптической призмы; n_і - показатель преломления иммерсионной жидкости. Напомним также формулу Френеля для коэффициента отражения р-поляризованного света от границы раздела двух оптических сред:

r_{}=\tg^2 (\varphi - \chi)/ \tg^2 (\varphi +\chi)

где \varphi - угол падения света на границу раздела сред; \chi - угол преломления света.

Угол падения света на рабочую область съемного рецепторного чипа должен быть равен \theta = 62°. Рассчитайте суммарный коэффициент отражения света от границ раздела оптических сред, если n_c = 1,6;  n_П = 1,52;  n_і = 1,59.

Интенсивность красного света, прошедшего сквозь зеленый лист растения,

I_П^{(K)}=I_0^{(K)} (1-R) | \alpha \exp (-k_{ПХ} C_П - K_{РПФ}^{(K)} d) + (1- \akpha) \exp (-K_{РФП}^{(K)} d)

а интенсивность прошедшего инфракрасного света (в опорном канале)

I_П^{(ИК)}=I_0^{(ИК)} (1-R) \exp (-K_{РПФ}^{(ИК)} d)

Здесь К_{РФП}^{(К)} и К_{РФП}^{(ИК)} - фоновые коэффициенты ослабления света в красном и в инфракрасном интервалах спектра; I_0^{(К)} и I_0^{(ИК)} - интенсивности первичного пучка в этих интервалах; R - коэффициент отражения света от поверхности листка; \alpha - доля поверхности листка, перекрываемая хлоропластами; k_{ПХ} - удельный коэффициент поглощения света хлорофиллом; с_П - поверхностная концентрация хлорофилла; d - толщина листка. Принимая, что К_{РФП}^{(ИК)} \approx К_{РФП}^{(К)} , I_0^{(ИК)}  = I_0^{(К)} и k_{ПХ}= 0,75 см^2/мг:

Вычислите отношение спектральных интенсивностей красного и инфракрасного света, прошедших сквозь лист растения, если \alpha= 0,95 и концентрация хлорофилла 4 мг/см2

Интенсивность красного света, прошедшего сквозь зеленый лист растения,

I_П^{(K)}=I_0^{(K)} (1-R) | \alpha \exp (-k_{ПХ} C_П - K_{РПФ}^{(K)} d) + (1- \akpha) \exp (-K_{РФП}^{(K)} d)

а интенсивность прошедшего инфракрасного света (в опорном канале)

I_П^{(ИК)}=I_0^{(ИК)} (1-R) \exp (-K_{РПФ}^{(ИК)} d)

Здесь К_{РФП}^{(К)} и К_{РФП}^{(ИК)} - фоновые коэффициенты ослабления света в красном и в инфракрасном интервалах спектра; I_0^{(К)} и I_0^{(ИК)} - интенсивности первичного пучка в этих интервалах; R - коэффициент отражения света от поверхности листка; \alpha - доля поверхности листка, перекрываемая хлоропластами; k_{ПХ} - удельный коэффициент поглощения света хлорофиллом; с_П - поверхностная концентрация хлорофилла; d - толщина листка. Принимая, что К_{РФП}^{(ИК)} \approx К_{РФП}^{(К)} , I_0^{(ИК)}  = I_0^{(К)} и k_{ПХ}= 0,75 см^2/мг:

Вычислите отношение спектральных интенсивностей красного и инфракрасного света, прошедших сквозь лист растения, если концентрация хлорофилла в нём составляет 4 мг/см2 и \alpha = 0,9.

Интенсивность красного света, прошедшего сквозь зеленый лист растения,

I_П^{(K)}=I_0^{(K)} (1-R) | \alpha \exp (-k_{ПХ} C_П - K_{РПФ}^{(K)} d) + (1- \akpha) \exp (-K_{РФП}^{(K)} d)

а интенсивность прошедшего инфракрасного света (в опорном канале)

I_П^{(ИК)}=I_0^{(ИК)} (1-R) \exp (-K_{РПФ}^{(ИК)} d)

Здесь К_{РФП}^{(К)} и К_{РФП}^{(ИК)} - фоновые коэффициенты ослабления света в красном и в инфракрасном интервалах спектра; I_0^{(К)} и I_0^{(ИК)} - интенсивности первичного пучка в этих интервалах; R - коэффициент отражения света от поверхности листка; \alpha - доля поверхности листка, перекрываемая хлоропластами; k_{ПХ} - удельный коэффициент поглощения света хлорофиллом; с_П - поверхностная концентрация хлорофилла; d - толщина листка. Принимая, что К_{РФП}^{(ИК)} \approx К_{РФП}^{(К)} , I_0^{(ИК)}  = I_0^{(К)} и k_{ПХ}= 0,75 см^2/мг:

Вычислите концентрацию хлорофилла в листке растения, если соотношение спектральных интенсивностей красного и инфракрасного света, прошедших сквозь лист растения, составляет 1:9 и \alpha= 0,9.

В задаче использованы следующие обозначения: n_c - показатель преломления стеклянной основы съемного рецепторного чипа; n_П - показатель преломления стекла оптической призмы; n_і - показатель преломления иммерсионной жидкости. Напомним также формулу Френеля для коэффициента отражения р-поляризованного света от границы раздела двух оптических сред:

r_{}=\tg^2 (\varphi - \chi)/ \tg^2 (\varphi +\chi)

где \varphi - угол падения света на границу раздела сред; \chi - угол преломления света.

Угол падения света на рабочую область съемного рецепторного чипа должен быть равен 64°. Рассчитайте суммарный коэффициент отражения света от границ раздела оптических сред, если n_c = 1,6;  n_П = 1,52;  n_і = 1,55.

В задаче использованы следующие обозначения: n_c - показатель преломления стеклянной основы съемного рецепторного чипа; n_П - показатель преломления стекла оптической призмы; n_і - показатель преломления иммерсионной жидкости. Напомним также формулу Френеля для коэффициента отражения р-поляризованного света от границы раздела двух оптических сред:

r_{}=\tg^2 (\varphi - \chi)/ \tg^2 (\varphi +\chi)

где \varphi - угол падения света на границу раздела сред; \chi - угол преломления света.

Угол падения света на рабочую область съемного рецепторного чипа должен быть равен 63°. Рассчитайте суммарный коэффициент отражения света от границ раздела оптических сред в случае, когда показатель преломления призмы больше, чем у стеклянной подложки чипа.  (n_c = 1,56;  n_П = 1,62;  n_і = 1,60).

Интенсивность красного света, прошедшего сквозь пластинки с хлоропластами,

I_x=I_0 (1-R)\alpha \exp (-k_{ПХ}C_П-K_{РПФ} d)

а интенсивность света, прошедшего сквозь сосудистую сеть листка,

I_c=I_0(1-R)(1-\alpha) \exp(-K_{РПФ}d)

Здесь I_0 - интенсивность первичного пучка красного света; R - коэффициент отражения света от поверхности листка; \alpha - доля поверхности листка, перекрываемая хлоропластами; К_{РФП} - коэффициент ослабления света из-за рассеяния и фонового поглощения всеми другими компонентами ткани листка, кроме хлорофилла; k_{ПХ} - удельный коэффициент поглощения света хлорофиллом; с_П - поверхностная концентрация хлорофилла; d - толщина листка. Принять, что \alpha = 0,9 и k_{ПХ}= 0,75 см^2/мг.

Вычислите отношение интенсивностей красного света, прошедшего сквозь сосудистую сеть листка и сквозь пластинки с хлоропластами, если концентрация хлорофилла в них составляет 1,5 мг/см2.

Интенсивность красного света, прошедшего сквозь пластинки с хлоропластами,

I_x=I_0 (1-R)\alpha \exp (-k_{ПХ}C_П-K_{РПФ} d)

а интенсивность света, прошедшего сквозь сосудистую сеть листка,

I_c=I_0(1-R)(1-\alpha) \exp(-K_{РПФ}d)

Здесь I_0 - интенсивность первичного пучка красного света; R - коэффициент отражения света от поверхности листка; \alpha - доля поверхности листка, перекрываемая хлоропластами; К_{РФП} - коэффициент ослабления света из-за рассеяния и фонового поглощения всеми другими компонентами ткани листка, кроме хлорофилла; k_{ПХ} - удельный коэффициент поглощения света хлорофиллом; с_П - поверхностная концентрация хлорофилла; d - толщина листка. Принять, что \alpha = 0,9 и k_{ПХ}= 0,75 см^2/мг.

Вычислите отношение интенсивностей красного света, прошедшего сквозь сосудистую сеть листка и сквозь пластинки с хлоропластами, если концентрация хлорофилла в них составляет 6 мг/см2.