för M Skrivtid re (2,0 p) används för (2p) (3,0 p) vattenbad?

Transkript

1 Tentamen i tillämpad Våglära FAF260, för M Skrivtid Hjälpmedel: Formelblad och miniräknar re Uppgifterna är inte sorteradee i svårighetsgrad Börja varje ny uppgift på ett nytt blad och skriv bara på en sida Lösningarna ska vara väl motiverade ochh försedda med svar Betyg: Varje korrekt löst uppgift ger 3 poäng. För godkänt krävs minst 122 poäng. På varje uppgift görs en helhetsbedömning. 1. Här kommer först några inledande uppgifter a) En opolariserad ljusstråle medd intensiteten I 0 infaller mot polarisator 1 i figuren nedan. Hur stor är intensiteten efter första, andra respektive tredje polarisatorn utryckt i I 0? Genomsläppsriktningarna för den andraa och den tredje polarisatorn är vridna 45 respektive 45 i förhållande till den första. (2,0 p) b) Intensiteten efter sista s polarisatorn, I 3, kan ökas utan att röra någon av de tre polarisatorerna. Du har en fjärde polarisator som duu kan stoppaa in mellan några av de befintliga polarisatorerna i uppgiften ovan. Var skall den stoppas in och med vilken genomsläppsriktning för att maximera intensiteten I 3. (1,0 p) 2. Diskussionsuppgift Det finns ultraljudsapparater som bland annat används för rengöring. Se figuren till höger. Det som skall rengöras läggs i en bägare med lösningsmedel och bägaren sätts i apparatens vattenbad. Vilka funktioner har apparatens vattenbad? (3,0 p) (2p) 1

2 3. Två studenter spelar i en orkester bestående av en flöjt, som är en öppen cylinder, och en panflöjt, som är en halvsluten cylinder. Flöjten och o den enaa pipan i panflöjten är båda 19,,5 cm långa, och båda spelar sin grundton. Rita upp stående våg mönstren för de två flöjterna och ange de båda instrumentens frekvens. (3,0 p) 4. En laserpekare belyser några spalter. På en vägg 9,4 m bort ser ljusintensiteten ut som på bilden b) nedan. Avståndet mellan två närliggande spalter är 0,20 mm. Hur breda är spalterna? (3,0 p) 5. I denna uppgift används åter figurr b) ovan, där en laserpekare belyser några s a) Hur många spalter belyses i bilden ovan? Först blockeras alla spalter utom en, och då uppmäts enn maximal intensitet I 0 vid y = 0 på väggen. Blockering tas bort, och samtliga spalter belyses igen. b) Hur stor intensitet uppmäts då alla spalter belyses? Utryck svaret i I 0. Om har svarat på uppgift a), kan du anta att där finns N spalter. palter. (1,0 p) du inte (2,0 p) 2

3 6. 7. För några veckor sedan köpte jag en ny smartphone, en Xperia Z1 compact. Den har en kamera med så mycket som 20.7 megapixlar. Kamerasensorns storlek är 4 mm x 6,4 mm, linsen är 2 mm i diameter och harr bländartalet bt=2,2. Antag för enkelhetens skull att kameran är svart vit, att pixlarna är ungefär kvadratiska och att du fotograferar föremål som är långt bort ifrån linsen i förhållande till sensorn. a. Vad är vinkelupplösningenn för kameran? (Ta hänsyn till böjning!) (1,0 p) b. Vad begränsar kamerans upplösning, antalet pixlar eller linsens storlek? (2,0 p) En metod att bestämma blodflödets hastighet inne i kroppenn är med hjälp av ultraljudsdoppler. I en undersökning sänder ultraljudstranspondern in en frekvens på 6 MHz, och den tar emot en signal som har reflekterats mot dom röda blodkropparna som är 1,2 khz lägre än den utsända frekvens (6 MHz). Är blodflödet riktat bort från eller emot ultraljudstranspondern, och vad är blodets flödeshastighet? Du kan anta att kroppens akustiskaa egenskaper är sammaa som för vatten. (3,0 p) 3

4 8. En översynt student bestämmer sig för att skaffa kontaktlinser, och uppgiften är att beräkna vilken radie hennes kontaktlinser skall ha för att korrigera synfelet. För att förenkla uträkningarnaa använder vi en starkt förenklad modell av ögat där den första ytan, hornhinnan, är en halvsfär med en radie på R öga = 8,00 mm, och hela ögats brytningsindex är homogent, n öga = 1,34, se mellersta bilden till höger. Ögats längd d öga = 25 mm och ögat är hela tiden inställt på att se på långt håll. En kontaktlins sätts på ögat, som vissas i nedersta bilden till höger. Kontaktlinsens brytningsindex är n lin ns = 1,42 och dess tjocklek på mitten är d lins = 2 mm. Vilken radie, R li ns, måste kontaktlinsenss första yta (ytan mot luften) ha för att korrigera för synfelet? Studenten tittar på något som ligger långt bort. (3,0 p) (3,0 p) En Rikti Lars gt Glad Sommar! 4

5

6

7

8

9

10