Övningar. Nanovetenskapliga tankeverktyg.

Relevanta dokument
Svar till övningar. Nanovetenskapliga tankeverktyg.

Tentamen i El- och vågrörelselära,

Rep. Kap. 27 som behandlade kraften på en laddningar från ett B-fält.

Lösningsförslag Inlämningsuppgift 1 elstatikens grunder

Lösningsförslag till tentamen Torsdag augusti 16, 2018 DEL A

Tentamen i El- och vågrörelselära,

Repetition kapitel 21

r 2 Arbetet är alltså endast beroende av start- och slutpunkt. Det följer av att det elektriska fältet är konservativt ( E = 0).

Tentamen i El- och vågrörelselära,

Dugga i elektromagnetism, sommarkurs (TFYA61)

93FY51/ STN1 Elektromagnetism Tenta : svar och anvisningar

Vektoranalys I. Anders Karlsson. Institutionen för elektro- och informationsteknik

Elektrodynamik. Elektrostatik. 4πε. eller. F q. ekv

VIKTIGA TILLÄMPNINGAR AV GRUNDLÄGGANDE BEGREPP

Lösningsskiss för tentamen Vektorfält och klassisk fysik (FFM234 och FFM232)

Strålningsfält och fotoner. Våren 2016

FK Elektromagnetism och vågor, Fysikum, Stockholms Universitet Tentamensskrivning, måndag 21 mars 2016, kl 9:00-14:00

Tentamensskrivning i Ellära: FK4005e Fredag, 11 juni 2010, kl 9:00-15:00 Uppgifter och Svar

Svaren på förståelsedelen skall ges direkt på tesen som ska lämnas in

SF1626 Flervariabelanalys

SF1626 Flervariabelanalys Lösningsförslag till tentamen DEL A

Svaren på förståelsedelen skall ges på tesen som skall lämnas in.

Tentamen i : Vågor,plasmor och antenner. Totala antalet uppgifter: 6 Datum:

Föreläsning 8. Ohms lag (Kap. 7.1) 7.1 i Griffiths

Institutionen för matematik SF1626 Flervariabelanalys. Lösningsförslag till tentamen Måndagen den 5 juni 2017 DEL A

SF1626 Flervariabelanalys Lösningsförslag till tentamen DEL A

Föreläsning 16, SF1626 Flervariabelanalys

SF1626 Flervariabelanalys Lösningsförslag till tentamen DEL A

SF1669 Matematisk och numerisk analys II Lösningsförslag till tentamen DEL A. r cos t + (r cos t) 2 + (r sin t) 2) rdrdt.

1.15 Uppgifter UPPGIFTER 21. Uppgift 1.1 a) Visa att transformationen x i = a ikx k med. (a ik ) =

Tentamen: Lösningsförslag

14. Potentialer och fält

Strålningsfält och fotoner. Våren 2013

SF1626 Flervariabelanalys Lösningsförslag till tentamen DEL A

Institutionen för matematik KTH. Tentamensskrivning, , kl B1202/2 Diff och Trans 2 del 2, för F och T.

Formelsamling. Elektromagnetisk fältteori för F och Pi ETE055 & ETEF01

FK Elektromagnetism, Fysikum, Stockholms universitet Tentamensskrivning (2:a omtentan), fredag 30 augusti 2013, kl 9:00-14:00

r 2 C Arbetet är alltså endast beroende av start- och slutpunkt. Det följer av att det elektriska fältet är konservativt ( E = 0).

Integraler av vektorfält Mats Persson

FK Elektromagnetism, Fysikum, Stockholms universitet Tentamensskrivning (1:a omtentan), tisdag 17 juni 2014, kl 9:00-14:00

Elektromagnetiska falt och Maxwells ekavtioner

Tenta svar. E(r) = E(r)ˆr. Vi tillämpar Gauss sats på de tre områdena och väljer integrationsytan S till en sfär med radie r:

Föreläsning , , i Griffiths Vi kommer nu till hur elektromagnetiska vågor genereras!

14. Potentialer och fält

= 0. Båda skärningsvinklarna är således π/2 (ortogonala riktningsvektorer).

u = 3 16 ǫ 0α 2 ρ 2 0k 2.

ANDREAS REJBRAND Elektromagnetism Coulombs lag och Maxwells första ekvation

f(x, y) = ln(x 2 + y 2 ) f(x, y, z) = (x 2 + yz, y 2 x ln x) 3. Beräkna en vektor som är tangent med skärningskurvan till de två cylindrarna

Bra tabell i ert formelblad

Prov (b) Hur stor är kraften som verkar på en elektron mellan plattorna? [1/0/0]

SF1626 Flervariabelanalys Tentamen Tisdagen den 7 juni 2016

Fysik TFYA68. Föreläsning 2/14

Begrepp:: Kort om Kryssprodukt

Tentamen Modellering och simulering inom fältteori, 21 oktober, 2006

1. Beräkna hastigheten, farten och accelerationen vid tiden t för en partikel vars rörelse beskrivs av r(t) = (2 sin t + cos t, 2 cos t sin t, 2t).

f(x, y) = ln(x 2 + y 2 + 1). 3. Hitta maximala arean för en rektangel inskriven i en ellips på formen x 2 a 2 + y2

1. För vilka värden på konstanterna a och b är de tre vektorerna (a,b,b), (b,a,b) och (b,b,a) linjärt beroende.

Svaren på förståelsedelen skall ges direkt på tesen som ska lämnas in

Tentamen Elektromagnetism

Elektromagnetiska fält och Maxwells ekavtioner. Mats Persson

Förslag: En laddad partikel i ett magnetfält påverkas av kraften F = qvb, dvs B = F qv = 0.31 T.

1. q = -Q 2. q = 0 3. q = +Q 4. 0 < q < +Q

Tentamen för TFYA87 Fysik och Mekanik

SF1626 Flervariabelanalys

SKRIVNING I VEKTORGEOMETRI

. b. x + 2 y 3 z = 1 3 x y + 2 z = a x 5 y + 8 z = 1 lösning?

Sensorer, effektorer och fysik. Grundläggande fysikaliska begrepp som är viktiga inom mättekniken

Kapitel 27: Magnetfält och magnetiska krafter Beskriva permanentmagneters beteende Samband magnetism-laddning i rörelse Ta fram uttryck för magnetisk

FYSIKUM STOCKHOLMS UNIVERSITET Tentamensskrivning i Vågrörelselära och optik, 10,5 högskolepoäng, FK4009 Tisdagen den 17 juni 2008 kl 9-15

SF1626 Flervariabelanalys Lösningsförslag till tentamen DEL A

Institutionen för Matematik, KTH Torbjörn Kolsrud

Lösningar till Tentamen i fysik B del 1 vid förutbildningar vid Malmö högskola

Tentamen i : Vågor,plasmor och antenner. Totala antalet uppgifter: 6 Datum: Examinator/Tfn: Hans Åkerstedt/ Skrivtid:

9. Magnetisk energi Magnetisk energi för en isolerad krets

Repetition, Matematik 2 för lärare. Ï x + 2y - 3z = 1 Ô Ì 3x - y + 2z = a Ô Á. . Beräkna ABT. Beräkna (AB) T

SF1626 Flervariabelanalys Lösningsförslag till tentamen DEL A

Föreläsning 4 1. Den andra av Maxwells ekvationer i elektrostatiken

Tentamen för TFYA87 Fysik och Mekanik

Lösningsskiss för tentamen Vektorfält och klassisk fysik (FFM232)

Veckoblad 1, Linjär algebra IT, VT2010

Vektorgeometri. En vektor v kan representeras genom pilar från en fotpunkt A till en spets B.

Tentamen i tmv036c och tmv035c, Analys och linjär algebra C för K, Kf och Bt A =, = det(a λi) = e 2t + c 2. x(t) = c 1. = c 1.

Karta över Jorden - viktigt exempel. Sfär i (x, y, z) koordinater Funktionen som beskriver detta ser ut till att vara

Skriftlig tentamen i Elektromagnetisk fältteori för π3 (ETEF01) och F3 (ETE055)

Tentamen i ELEKTROMAGNETISM I, för W2 och ES2 (1FA514)

Tentamen: Baskurs B i Fysik, del1, 4p kl

Lösningsförslag till tentamen Onsdagen den 15 mars 2017 DEL A

Tentamen för TFYA87 Fysik och Mekanik

Tentamen i matematik. f(x) = ln(ln(x)),

SF1626 Flervariabelanalys Lösningsförslag till tentamen DEL A

Övningsuppgifter/repetition inom elektromagnetism + ljus (OBS: ej fullständig)

Elektriska och magnetiska fält Elektromagnetiska vågor

SF1625 Envariabelanalys Lösningsförslag till tentamen DEL A

0. Introduktion, matematisk bakgrund

1 x. SF1626 Flervariabelanalys Lösningsförslag till tentamen DEL A

Föreläsning 13, SF1626 Flervariabelanalys

Skriftlig tentamen i Elektromagnetisk fältteori för π3 (ETEF01) och F3 (ETE055)

Tentamen ellära 92FY21 och 27

Skriftlig tentamen i Elektromagnetisk fältteori för π3 (ETEF01) och F3 (EITF85)

har ekvation (2, 3, 4) (x 1, y 1, z 1) = 0, eller 2x + 3y + 4z = 9. b) Vi söker P 1 = F (1, 1, 1) + F (1, 1, 1) (x 1, y 1, z 1) = 2x + 3y + 4z.

Transkript:

Övningar. Nanovetenskapliga tankeverktyg. January 18, 2010

Vecka 2 Komplexa fourierserier 1. Gör en skiss av funktionen f(t) = t, t [ π, π] (med period 2π) och beräkna dess fourierserie. 2. Gör en skiss av funktionen med period 2 f(t) = 0 1 < t < 0 e t 0 t < 1 och bestäm dess komplexa fourierkomponenter. 3. Gör en skiss av funktionen (med period 2) och beräkna dess fourierserie. Komplexa tal f(t) = t 2, t [ 1, 1] 1. Visa genom att använda e 3ix = (e ix ) 3 en formel för sin(3x) uttryckt i enklare trigonometriska formler

Vecka 3 Värmeledningsekvationen 1. Under föreläsningarna har värmeledning i en stav diskuterats, se kapitel 8 i kompendiet. Antag att vi istället isolerar ändarna på staven i värmeledningsexemplet i texten så att ingen energi kan komma igenom. Detta innebär uppenbarligen att energiströmmen genom ändarna är noll eller Visa att detta medför att T = T = 0. x x=0 x x=l X n (x) = A n cos nπx L och fullborda sedan lösningen. Vad händer i detta fall när vi låter tiden t bli mycket stor?

Vecka 4 Fouriertransformen 1. Bestäm fouriertransformen av cost t π/2 f(t) = 0 f.ö 2. Bestäm fouriertransformen av och rita fourierspektret. f(t) = t t 1 0 f.ö 3. Visa att om f(t) är reell så gäller F(ω) = F( ω). 4. Visa att fouriertransformen av funktionen 1 blir 2 sin(tω) lim = 2πδ(ω), T ω dvs en extremt bred funktion i t-domänen får en extremt smal fouriertransform. Deltafunktionen 1. En δ-funktion har egenskapen att dtf(t)δ(t b) = f(b) Använd variabelsubstitution och beräkna värdet av dtf(t)δ(at) 2. Ett praktiskt sätt att förstå δ(t a) funktionen är att se den som en hög och smal spik vid t = a. Med denna bild av δ-funktionen, skissa δ(t 2 a 2 ) Utan att genomföra en formell räkning, använd resultatet av problem 1 och försök lista ut värdet av dtf(t)δ(t 2 a 2 )

Vecka 5 Laplacetransformen 1. Bestäm laplacetransformen av 2. Vad blir laplacetransformen av f(t) = sin(at) f(t) = δ(t a) 3. Bestäm laplacetransformen av fyrkantspulsen f(t) = 0 t < a, t > b 1 a t b 4. Vad blir laplacetransformen av trekantspulsen t 0 t a f(t) = 2a t a t 2a 0 f.ö Linjära diffentialekvationer 1. Lös diffentialekvationen 2. Lös diffentialekvationen y + 3y 4y = x. y y = 0. 3. Lös systemet av kopplade differntialekvationer y 1 4y 1 + 3y 2 = 3 y 2 2y 1 + y 2 = 2

Vecka 6 Vektorer och nabla 1. Beräkna skalär och vektorprodukt av vektorerna a = (1, 2, 3) och b = (4, 5, 6). Beräkna också längden av de båda vektorerna. 2. Man har vektorfältet a(x, y, z) = a(r) = (x y, yz, 3z xy). Beräkna a och a. 3. Man har skalärfältet T(r) = xyz xy yz zx. Beräkna T. 4. Visa följande relationer genom direkt räkning med komponenter. Ange i varje fall om resultatet är en vektor eller en skalär. a) ( φ) = ( )φ = 0 b) ( Φ) = 2 Φ 5. Visa att ( a) = ( a) 2 a 6. r = (x, y, z). Visa a) r = 3 b) r = 0 c) (a )r = a 7. Visa att A = 1 r B kan väljas som vektorpotential för ett magnetfält 2 B som är homogent i rummet (beror ej på koordinaterna x, y, z) dvs du skall visa att B = A. Denna identitet är användbar i kvantmekaniken då man studerar en partikels rörelse i ett magnetfält. 8. Visa att 2 r n = n(n+1)r n 2 genom direkt koordinaträkning. Visa sedan att detta medför att 21 r = 0, r 0, r2 = x 2 + y 2 + z 2. I origo är 2 1 singulär, en s k deltafunktion. Visa att det finns någonting r i origo genom att integrera 2 1 över en volym som omsluter origo! r

Vecka 7 Maxwells ekvationer 1. Beräkna det elektriska fältet inne i och utanfär en kula med totalladdning Q och radie R. Kulan har md en sfäriskt symmetrisk laddningstäthet som fr r < R är proportionell mot 1/r och är noll för r > R. 2. Beräkna det elektriska fältet utanför en homogent laddad, mycket lång rak tråd som har en laddningstäthet av λ Coulomb/m. Ledning: Utnyttja den axiella symmetrin och lägg en lämplig ytan runt tråden samt använd Gauss lag. 3. Beräkna det elektriska fältet utanför ett stort homogent laddat plan (laddningstäthet σ Coulomb/m 2 ). Använd symmetrin och en lämplig Gaussyta. 4. Betrakta två stora parallella plana plattor vardera med arean S, den ena med laddningen Q den andra med laddningen Q. Avståndet mellan plattorna är d. Bestäm det elektriska fältet mellan plattorna och utanför plattorna. Bestäm sedan potentialskillnaden V mellan plattorna och beräkna slutligen plattornas kapacitans C definierad av C = Q/V. Ledning: Potentialskillnaden mellan två punkter i ett elektromagnetiskt fält ges av V = B A E dr 5. Beräkna det magnetiska fältet utanför och inne i en lång rak ledare med cirkulärt tvärsnitt och med radien a i vilken går en ström I homogent fördelad i ledaren. 6. På föreläsningarna har vi beräknat det elektriska fältet inne i och utanför en homogent laddad sfär med radien R och totala laddningen Q. Vi studerar nu en modell av en väteatom där elektronen smetas ut till en sfär med en negativ homogen laddning Q och radien R. a) Vad blir kraften på en positiv laddning Q (atomkärnan) som funktion av avståndet från laddningsfördelningens centrum? Vilken typ av rörelse kommer den positiva laddningen att utföra om den sättes på ett litet avstånd frn centrum och sedan släppes fri? b) På grund av att elektronhöljet har en massa som är mycket mindre

än protonens blir det elektronhöljet som oscillerar med en effektiv massa elektronens massa. Beräkna den typiska perioden i den oscillerande rörelsen för denna modell av väteatomen om R = 50 pm och Q = e = 1.6 10 19 C. 7. En ringtransformator består av 1000 varv koppartråd lindad på en lufttom toroidformad kärna. Toroiden är ett rör med innerradien 10 mm som är böjt i en cirkel med medelradien 200 mm. Man har en ström på 1A genom transformatorn. Vad blir magnetfältet mitt i toroidröret? Vad blir fältet utanför spolen? 7