ТЕМА: Элементы теории информации.

Задачи.

1. Грани правильного тетраэдра пронумерованы. Определите количество информации, заключенное в сообщении о том, что тетраэдр выпал гранью 4? (Ответ: 2 бита)

2. Определите количество информации, заключенное в сообщении о том, что из колоды карт выпала карта валет пиковый? Вся колода состоит из 32 карт. (Ответ: 5 бит)

3. Определите количество информации, заключенное в сообщении состоящем из 4 символов, если весь алфавит сообщений содержит 8 символов. (Ответ: 12 бит)

4. Какое количество информации содержится в сообщении о том, что данный нуклеотид в молекуле ДНК содержит цитозин, если известно, что в ДНК с одинаковой частотой встречаются азотистые основания четырех типов. (Ответ: 2 бита)

5. Определите энтропию системы, которая может находиться в трех состояниях с вероятностями: 0,25, 0,25, 0,5 соответственно.(Ответ: 1,5 бита)

6. Определите энтропию двумерной характеристики данного вида растения, которое может иметь один из 8 видов цветов и одну из 4 форм листа. (Ответ: 5 бит)

7. Определите количество информации, которое получит экспериментатор при однократном изъятии шарика из урны, если в урне находится 15 черных, 15 красных, 15 зеленых и 15 белых шаров. (Ответ: 2 бита)

8. Определите количество информации, которое получит экспериментатор-дальтоник, воспринимающий красный и зеленый цвет как один при однократном изъятии шарика из урны. В урне находится 25 черных, 25 красных, 25 зеленых и 25 белых шаров. (Ответ: 1,5 бита)

9. Определите пропускную способность канала связи, если при передаче информации в течение 24 секунд было передано 2640 бит информации. (Ответ: 110 бит/с)

10. Определите количество информации, заключенное в сообщении о событии, вероятность наступления которого равна 0,5.(Ответ: 1 бит)

11. Определите энтропию системы, которая может находиться в 8 равновероятных состояниях. (Ответ: 3 бита)

12. Определите энтропию системы: колода карг (32 карты) и тетраэдр. (Ответ: 7 бит)

13. Определите пропускную способность канала связи, если при передаче информации в течение 16 секунд было передано 192 бита информации. (Ответ: 12 бит/с)

14. Какое количество информации было передано по каналу связи в течение 15 секунд, если пропускная способность его 20 бит/с? (Ответ: 300 бит)

15. Как долго осуществлялась передача информации, если при пропускной способности канала связи 25 бит/с было передано 600 бит информации? (Ответ: 24 с)

ТЕМА: Сенсорные системы

Теоретические вопросы

1. Как формулируется закон Вебера?

* Отношение минимально определяемого изменения силы стимула к величине этого стимула есть величина постоянная

2. Как в аналитическом виде выглядит закон Вебера?

*

3. Как в аналитическом виде выглядит закон Стивенса.

*

4. Как в аналитическом виде выглядит закон Вебера-Фехнера.

*

5. Дайте определение абсолютного порога ощущения.

* Минимальное значение силы стимула, вызывающее появление ощущения

6. Дайте определение максимального абсолютного порога ощущения?

* Максимальное значение интенсивности ощущений при действии внешних стимулов

7. Дайте определение дифференциального пространственного порога?

* Наименьшее расстояние между раздражителями, при котором последние воспринимаются как раздельные

8. Дайте определение дифференциального временного порога?

* Минимальное время действия стимула, которое мы способны дифференцировать в своих ощущениях

9. Дайте определение психофизического направления?

* Направление, устанавливающее связь между характеристиками различных свойств вызвавших их раздражений

ТЕМА: Физическая оптика

1. Что называется оптическим путем?

* Произведение геометрического пути на показатель преломления среды

2. Что называется интерференцией света?

* Перераспределение интенсивности света в результате наложения (суперпозиции) нескольких световых волн

3. Что называется дифракцией волн?

* Явление, которое проявляет себя как отклонение от законов геометрической оптики при распространении волн

4. Что называется поляризацией света?

*Процесс упорядочения колебаний вектора напряжённости электрического поля световой волны при прохождении света сквозь некоторые вещества (при преломлении) или при отражении светового потока

5. Выберите условие максимума интенсивности света при интерференции.

*

6. Выберите условие минимума интенсивности света при интерференции.

*

7. Выберите формулировку принципа Гюйгенса?

* Образующиеся вторичные волны являются когерентными и интерферируют между собой

8. Выберите формулировку принципа Френеля?

* Каждая точка волн. пов.,кот достиг волна явл ист вторичных сферических волн

9. Выберите формулу для дифракционной решетки.

*

10. Что называется поляризатором?

* Устройство, предназначенное для получения полностью или частично поляризованного оптического излучения из излучения с произвольным состоянием поляризации

11. Выберите формулу для закона Малюса.

*

12. Выберите формулу для определения утла поворота плоскости поляризации плоскополяризованного света.

*

13. Выберите формулу закона Брюстера.

*

14. Какие вещества называют оптически активными?

* Это способность среды (кристаллов, растворов, паров вещества) вызывать вращение плоскости поляризации проходящего через неё оптического излучения (света)

15. Оптическая разность хода двух когерентных лучей составляет

4. мкм. Определить результат интерференции лучей с длиной волны 640 нм. (Ответ: максимум)

16. Оптическая разность хода двух лучей, полученных от независимых источников, составляет 6,4 мкм. Определить результат интерференции лучей с длиной волны 640 нм. (Ответ: интерференция отсутствует)

17. Оптическая разность хода двух когерентных лучей составляет

8. мкм. Определить результат интерференции лучей с длиной волны 640 нм. (Ответ: минимум)

18. Разность хода двух интерферирующих волн в вакууме равна 0. Чему равна соответствующая разность фаз? (Ответ: 0)

19. Разность хода двух интерферирующих волн в вакууме равна 0,2 длины волны. Чему равна соответствующая разность фаз? (Ответ: 72°)

20. Разность фаз двух интерферирующих волн в вакууме равна те/3. Скольким длинам волн в вакууме будет соответствовать оптическая разность хода этих волн? (Ответ: А/6)

21. На пути луча света перпендикулярно ему поставлена стеклянная пластинка (п = 1,5) толщиной 1=1 мм. На какую величину изменится оптическая длина пути? (Ответ: 0,5 мм)

22. Определите толщину кварцевой пластинки для которой угол поворота плоскости поляризации света с длиной волны 500 нм равен 48°. Постоянная вращения кварца для этой длины волны 30 град./мм. (Ответ: 1,6 мм)

23. Раствор сахара, налитый в трубку длиной 1=20 см и помещенный между поляризатором и анализатором, поворачивает плоскость поляризации света (А=0,5 мкм) на а=30°. Найдите (в г/см³) концентрацию сахара в растворе, если удельное вращение сахара для этой длины волны [а₀]=6,67 град см²/г. (Ответ: 0,22 г/см³)

24. При прохождении света через слой толщиной lj = 10 см 10%-ного раствора сахара плоскость поляризации света повернулась на угол aj =17°. В растворе сахара с неизвестной концентрацией сахара, при прохождении света через слой толщиной І2 = 25 см, плоскость поляризации повернулась на угол 0.2 =34°. Найдите концентрацию второго раствора. (Ответ: 8%).

25. Между николями, расположенными под 45°, поместили пластинку кварца толщиной / =1,5 мм, в результате чего поле зрения стало максимально светлым. Определите постоянную вращения используемого в опыте кварца для монохроматического света. (Ответ: 30 град/мм)

26. Угол падения светового луча на некоторое вещество равен 60°. Определите показатель преломления вещества, если отраженный от вещества луч полностью поляризован? (Ответ:

1,7)

27. Два николя расположены так, что угол между их главными плоскостями составляет 60°. Как изменится интенсивность естественного света при прохождении его через первый НИКОЛЬ? (Ответ: уменьшится в 2 раза)

ТЕМА: Геометрическая оптика

Теоретические вопросы

ЗАДАНИЕ № 1

Какие из перечисленных недостатков относятся к оптической системе глаза?

* Астигматизм, обусловленный недостатком оптической системы, дальнозоркость, близорукость

ЗАДАНИЕ № 2

Какие из перечисленных погрешностей относятся к оптическим системам?

* Астигматизм, обусловленный асимметрией оптической системы, сферическая аберрация, астигматизм косых пучков, дисторсия, хроматическая абеpрация

ЗАДАНИЕ № 3

В чем заключается сферическая аберрация?

* Периферические части линзы сильнее отклоняют лучи, идущие от источника S на оси, чем центральные.

ЗАДАНИЕ № 4

В чем заключается хроматическая аберрация?

* Пучок белого света, идущий параллельно главной оптической оси, будет фокусироваться в разных точках, разлагаясь в спектр.

ЗАДАНИЕ № 5

В чем заключается дисторсия?

* Лучи, посылаемые предметом в систему, составляют большие углы с оптической осью, при этом зависимость линейного увеличения от угла пучка приводит к нарушению подобия изображения и предмета.

ЗАДАНИЕ № 6

В чем заключается астигматизм?

* Сферическая световая волна, проходя через оптическую систему, деформируется и перестает быть сферической.

ЗАДАНИЕ № 7

Что называется фокусным расстоянием центрированной оптической системы?

* Расстояние между фокусами и соответствующими главными точками.

ЗАДАНИЕ № 8

Чему равно расстояние наилучшего зрения у взрослого человека?

* 25 см

ЗАДАНИЕ № 9

Что в медицине принимают за норму остроты зрения?

* 1

ЗАДАНИЕ № 10

Выберите формулу для расчета увеличения окуляра микроскопа.

*

ЗАДАНИЕ № 11

Выберите формулу для расчета увеличения объектива микроскопа.

*

ЗАДАНИЕ № 12

Выберите формулу для расчета увеличения микроскопа.

*

Геометрическая оптика

Задачи

ЗАДАНИЕ № 1

Какое увеличение дает лупа, если расстояние наилучшего зрения 27 см.

Фокусное расстояние 3 см?

* 9

ЗАДАНИЕ № 2

Определите расстояние наилучшего зрения, если получено четкое десятикратное увеличение предмета при помощи лупы, имеющей фокусное расстояние 3 см.

* 30

ЗАДАНИЕ № 3

Определите увеличение окуляра микроскопа, если фокусное расстояние окуляра F = 5см.

* 5

ЗАДАНИЕ № 4

Определите увеличение объектива микроскопа, если длина тубуса микроскопа 1,2 м, фокусное расстояние объектива 10 см.

*

ЗАДАНИЕ № 5

Рассчитайте увеличение микроскопа, если Fok=3 cm, Fo6=l,5 см,L=20см