a) Ljud infalier fran luft mot ett tatare material. Ar stralarna A och B i fas elier ur fas precis vid gransytan?

Transkript

1 / TENT AMEN I TILLAMPAD VAGLARA FOR M Skrivtid: Hjalpmedel: Formelblad och raknedosa. Uppgifterna ar inte ordnade efter svarighetsgrad. Borja varje ny uppgift pa ett nytt blad och skriv bara pa en sida. Losningarna ska vara motiverade och forsedda med svar. Kladdblad rattas inte! Uppgifter utan svar ger inte fuli poang! Betyg: Varje korrekt lost uppgift ger 3 poang. For godkant kravs minst 12 poang. Pa varje uppgift gors en helhetsbedomning Har kommer forst nagra inledande fragor. a) Ljud infalier fran luft mot ett tatare material. Ar stralarna A och B i fas elier ur fas precis vid gransytan? A--~ 8 ~--I b) En vagrorelse beskrivs av ekvationen s(x,t) = ASin[ 2Jr(~ ± ~)+a 1 Bestam med hjalp av diagrammen ned an om vagen ror sig at hoger elier vanster. c) Hur fort ror sig vagen? s/m t=o,os s/m x=2,o m 2. Diskussionsuppgift Det Bnns tva olika satt att reflektionsfritt (T = 100 %) skicka ljus genom en glasyta. Det ena ar att antireflexbehandla ytan. Vilket ar det andra? (Du far anta att ljuset ar planpolariserat)

2 3. Ett 182 em langt ror ar forsett med ett tunt membran pa ena sidan oeh en tjoek aluminiumplatta i den andra. Roret fylls med antandbar gas oeh pa ovansidan ar 101 hal borrade dar gasen kan laeka ut oeh antandas. Bilden nedan ar tagen med en hogtalare plaeerad bredvid membranet vilken ar installd pa en frekvens som gor att det uppkommer en staende vag i roret. Hogtalare a) Vilken ar ljudets vaglangd i roret? b) Ljudhastigheten i roret ar 343 mis, vilken frekvens ar tongeneratorn som ar kopplad till hogtalaren ar installd pa? c) Pa vilken sida av roret har partikelrorelsen en buk? 4. Da en rektangular oppning belyses med en rod Helium Neon-laser ("-=632 nm) registreras monstret i figuren till hoger pa en shrm som befmner sig 2,2 m fran oppningen. Vad ar oppningens bredd oeh hojd? 5. Tva likadana hogtalare ar kopplade i fas till en tongenerator som ar installd pa frekvensen 6800 Hz (se figuren). Satt ljudets fart i luften till 340 m/ s. a) Det fmns fem olika straekor x som gor att vagorna ar i fas i punkten A. Bestam den straekan som ar storre an 20 em oeh mindre an SO em. b) Om x = 50 em vad ar da fasskillnaden mellan ljudvagorna i punkten B?. 44mm : : I....:! : ! t UI',II.III"'" '.' E l.o L.f) B 25 em 25 em I A \

3 6. Varen halier just pa att gora sitt intag i Sverige och med den kommer varfloden da ali snon smalter. Ett populart tidfordriv for barn ar att bygga barkbatar och lata dem tavla i backar och sma vattendrag. Om man satter ner en barkbat i stilla vatten kommer den att guppa upp och ned. Om vi antar att barkbiten ar cylinderformad gar att visa att kraften som driver svangningsrorelsen ges av: d 2 y mi 2 F=mMr dt 2 =-4 Pvarrell g y a) Ange ett uttryck for rorelsens frekvens. b) Berakna periodtiden om barkbaten yager 25 g. Barkbaten har densiteten 360 kg/m 3, diametern 5 cm och vatten densiteten 1, kg/m En gramulen eftermiddag nar du sitter och ftlosoferar i van tan pa att varen ska komma till Lund, funderar du pa om ditt vattenglas ar halvfulit elier om det ar halvtomt. Plotsligt upptacker du att det gar att lasa texten i tidningen bakom glaset, men att det bara ar den del av tidningen som befinner sig nara glaset som det gar latt att lasa, text pa storre avstand blir av nagon anledning spegelvand. Fascinerad av detta slutar du omedelbart att ftlosofera och fylier raskt pa glaset med mer vatten och mater upp att text som befinner sig pa ett avstand storre an 8 cm fran glasets centrum blir spegelvant. Vad ar glasets diameter? Du kan forsumma sjalva glaset och bara rakna med vattnet i glaset. 8. Forsta steget i att gora en dielektrisk spegel bestar av att man forangar ett tunt tantaloxidskikt, TazO s pa en plan glasplatta. Spegeln ska anvandas i en UV-Iaser (t ex en excimerlaser) som avger vaglangden 308 nm. Tantaloxiden har blytningsindex n T = 2,08 och glasplattan ng = 1,50. Forutsatt att omgivningen har b1)'tningsindex 1,00 och att ljus med intensiteten fa och amplituden Eo infalier langs med normalen. a) Vilken ar den minsta skikttjocklek som ger maximal reflekterad intensitet? Du behover bara ta hansyn till en reflex i vardera ytan. Rita figur och markera eventuelia fasforskjutningar. b) Ljuset som reflekterats i den forsta ytan har amplituden 0,351 Eo. Ljus som reflekterats i den andra ytan ar efter passage av Ta 2 0 s-skiktet amplituden 0,142 Eo. Hur stor andel av fa reflekteras totalt? (Observera att detta bara ar forsta steget pa vag mot en spegel.)

4

5

6

7