FYSIKUM STOCKHOLMS UNIVERSITET Tentamensskrivning i Vågrörelselära och optik, 7 poäng, FyL2 Tisdagen den 19 juni 2007 kl 9-15

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

FYSIKUM STOCKHOLMS UNIVERSITET Tentamensskrivning i Vågrörelselära och optik, 10,5 hp, FK4009 Torsdagen den 21 augusti 2008 kl 9-15

1. Betrakta en plan harmonisk elektromagnetisk våg i vakuum där det elektriska fältet E uttrycks på följande sätt (i SI-enheter):

(ii) Beräkna sidoförskjutningen d mellan in- och utgående strålar, uttryckt i vinklarna θ i och tjocklekar t i. (2p)

ett uttryck för en våg som beskrivs av Jonesvektorn: 2

Tentamen i Optik för F2 (FFY091)

Tentamen i Vågor och Optik 5hp F, Q, kandfys, gylärfys-programm, den 11. juni 2010

Luft. film n. I 2 Luft

Kapitel 33 The nature and propagation of light. Elektromagnetiska vågor Begreppen vågfront och stråle Reflektion och brytning (refraktion)

Mer om EM vågors polarisation. Vad händer om man lägger ihop två vågor med horisontell och vertikal polarisation?

Föreläsning 6: Polarisation

Tentamen i Våglära och optik för F

Hjälpmedel: Typgodkänd räknare, Physics Handbook, Mathematics Handbook.

Föreläsning 6: Polarisation

Tentamen i Vågor och Optik 5hp F, Q, kandfys, gylärfys-programm, den 15. mars 2010

Laboration i Geometrisk Optik

Vågrörelselära och optik

The nature and propagation of light

Optik, F2 FFY091 TENTAKIT

Övning 4 Polarisation

Institutionen för Fysik Polarisation

Vågrörelselära och optik

Föreläsning 7: Antireflexbehandling

Hur funkar 3D bio? Laborationsrapporter Se efter om ni har fått tillbaka dem och om de är godkända!

Polarisation. Abbas Jafari Q2-A. Personnummer: april Laborationsrapport

Föreläsning 7: Antireflexbehandling

Kapitel 35, interferens

Tentamen i Fotonik , kl

Kapitel 36, diffraktion

Tentamen i Optik för F2 (FFY091)

Tentamen i Fotonik , kl

Fysik (TFYA14) Fö 5 1. Fö 5

Vågrörelselära och optik

Institutionen för Fysik Polarisation

1 AKUSTIK Håkan Wennlöf, I = P A m 2 P effekt, A arean effekten är spridd över (ofta en sfär, ljud utbreds sfärsiskt).

Vågrörelselära & Kvantfysik, FK november 2011

Hur funkar 3D bio? Laborationsrapporter. Räknestuga. Förra veckan kapitel 16 och 17 Böjning och interferens

λ = T 2 g/(2π) 250/6 40 m

4 Polariserat ljus. För linjärt polariserat ljus har E y och E z samma fas φ, så vi kan anta att

Vågrörelselära och optik

Vågfysik. Geometrisk optik. Knight Kap 23. Ljus. Newton (~1660): ljus är partiklar ( corpuscles ) ljus (skugga) vs. vattenvågor (diffraktion)

Gauss Linsformel (härledning)

Förklara dessa begrepp: Ackommodera Avbildning, Brytning Brytningslagen Brytningsindex Brytningsvinkel Brännvidd Diffus och regelbunden reflektion

Lösningar till repetitionsuppgifter

Polarisation Stockholms Universitet 2011

Ljuskällor. För att vi ska kunna se något måste det finnas en ljuskälla

Tentamen i Fotonik , kl

EXPERIMENTELLT PROBLEM 2 DUBBELBRYTNING HOS GLIMMER

TFEI02: Vågfysik. Tentamen : Svar och anvisningar. t 2π T x. s(x,t) = 2 cos [2π (0,4x/π t/π)+π/3]

Övning 9 Tenta

OPTIK läran om ljuset


Denna våg är. A. Longitudinell. B. Transversell. C. Något annat

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

Lösningar till Tentamen i Fysik för M, del 2 Klassisk Fysik (TFYY50) Lördagen den 24 April 2004, kl

för gymnasiet Polarisation

MA2004 Tillämpad Matematik II, 7.5hp,

TFEI02: Vågfysik. Tentamen : Lösningsförslag

Vågrörelselära och Optik VT14 Lab 3 - Polarisation

Övning 9 Tenta från Del A. Vägg på avståndet r = 2.0 m och med reflektansen R = 0.9. Lambertspridare.

TENTAMEN. Institution: Fysik och Elektroteknik. Examinator: Pieter Kuiper. Datum: 7maj2016. Tid: 5timmar Plats: Kurskod: 1FY803

Polarisation Laboration 2 för 2010v

för M Skrivtid i hela (1,0 p) 3 cm man bryningsindex i glaset på ett 2. två spalter (3,0 p)

Tentamen i Fotonik , kl

Ljusets polarisation

Tentamen i Fysik för M, TFYA72

undanträngda luften vilket motsvarar Flyft kraft skall först användas för att lyfta samma volym helium samt ballongens tyngd.

c d Z = och W = b a d c för några reella tal a, b, c och d. Vi har att a + c (b + d) b + d a + c ac bd ( ad bc)

Andra EP-laborationen

Tentamen i Fotonik , kl

Vågrörelselära och optik

Föreläsning 12. Tidsharmoniska fält, komplexa fält (Kap ) Plana vågor (Kap ) i Griffiths

Våglära och optik FAFF30 JOHAN MAURITSSON

Tentamen i Fotonik , kl

Tillämpad vågrörelselära FAF260. Svängningar genererar vågor - Om en svängande partikel är kopplad till andra partiklar uppkommer vågor

Ljus och strålning. Klass: 9H

Tentamen i Fotonik , kl

4. Allmänt Elektromagnetiska vågor

1 Figuren nedan visar en transversell våg som rör sig åt höger. I figuren är en del i vågens medium markerat med en blå ring prick.

Ordinarie tentamen i Mekanik 2 (FFM521)

Tentamen i El- och vågrörelselära,

Laboration i Geometrisk Optik

Svar och anvisningar

Ljudhastighet (vätska & gas) RT v M Intensitet från en punktkälla P I medel 2 4 r Ljudintensitetsnivå I 12 2 LI 10lg med Io 1,0 10 W/m Io Dopplereffek

IV, SF1636(5B1210,5B1230).

Optik. Läran om ljuset

TENTAMEN. Institution: DFM, Fysik Examinator: Pieter Kuiper. Datum: april 2010

MA2004 Tillämpad Matematik II, 7.5hp,

Tillämpad biomekanik, 5 poäng Övningsuppgifter

Observera att uppgifterna inte är ordnade efter svårighetsgrad!

{ 1, om i = j, e i e j = 0, om i j.

räknedosa. Lösningarna ska Kladdblad rättas. (1,0 p) vationen

Kursinformation i Partikeldynamik för M (TMME08)

Geometrisk optik. Syfte och mål. Innehåll. Utrustning. Institutionen för Fysik

Fysik. Laboration 3. Ljusets vågnatur

Rita även upp grafen till Fourierseriens summa på intervallet [ 2π, 3π], samt ange summans värde i punkterna π, 0, π, 2π. (5) S(t) = c n e int,

= y(0) för vilka lim y(t) är ändligt.

3. Ljus. 3.1 Det elektromagnetiska spektret

Interferens och diffraktion

Instuderingsfrågor extra allt

Transkript:

FYSIKUM STOCKHOLMS UNIVERSITET Tentamensskrivning i Vågrörelselära och optik, 7 poäng, FyL2 Tisdagen den 19 juni 2007 kl 9-15 Hjälpmedel: Handbok, kopior av avsnitt om Fouirertransformer och Fourieranalys ur Physics Handbook (kapitel M12 och M13) och räknare. Varje uppgift ger maximalt 4 poäng. Var noga med att motivera varje steg i lösningarna och ange antaganden och eventuella approximationer. Införda beteckningar ska förklaras. Figurer ska ritas stora och tydliga. Kom ihåg att även om du inte klarar alla detaljer i en uppgift kan en klar och tydlig redogörelse för tillvägagångssättet ge poäng. Lycka till! P-E T 1 1. En våg beskrivs vid tiden t = 0 av uttrycket: ψ ( x, t = 0) = Asin 3 2 ax + B sin 2 ax, där a = 2 m -1, A = 100 nm och B = 200 nm. Vågen fortplantas i den negativa x-axelns riktning med hastigheten v = 5200 m/s. Ange uttrycket för vågen vid en godtycklig tidpunkt t. Vilken periodicitet i rummet (våglängd) har vågen? 2. Elin, med längden 175 cm, betraktar sig själv i en stor, sfärisk, konvex spegel med krökningsradien R = 6 m. Hon står på avståndet 4 m från spegelytans mittpunkt. Beräkna längden (i cm) av den bild Elin ser av sig själv. Är bilden rättvänd eller omvänd? Rita ett stråldiagram med tydliga beteckningar. 3. Figuren nedan (ur Pedrotti) visar reflektionskoefficienten r som funktion av infallsvinkel θ vid intern reflektion, vid gränsytan mellan glas (n=1,50) och luft (n=1,00) för två olika polarisationstillstånd, TE och TM. a) Förklara vad beteckningarna TE och TM står för. b) Vid infallsvinkel θ = 0 o, vilken är den reflekterade strålens intensitet (uttryckt i den infallande strålens intensitet I)? c) Antag att den inkommande strålen har cirkulär polarisation. Beskriv den reflekterade strålens polarisation för infallsvinklarna 0 o, 20 o, 33,7 o och 41,8 o. 4. Härled ett uttryck för den resulterande intensiteten I i punkten r för två interfererande elektromagnetiska planvågor (i vakuum): E r, t) = E cos( k r ω t + ) och E r, t) = E cos( k r ω t + ). Intensiteten 1( 0 1 ϕ1 2 ( 0 2 ϕ 2

1 2 ska uttryckas i respektive vågs intensitet I 0 = 2 ε 0cE0 och i fasskillnaden δ = k k ) r + ( ϕ ). ( 1 2 1 ϕ 2 5. En stråle av synligt ljus, med våglängder mellan 400 nm och 700 nm, infaller längs normalen till ett transmissionsgitter med 400 ritsor per mm. Mellan vilka vinklar, relativt normalen, erhålls första 1:a respektive 2:a ordningens spektrum? Vilken är den högsta ordning för vilken ett synligt spektrum åtminstone delvis erhålles? 6. Du har tillgång till a) en linjärpolarisator, med inställbar transmissionsaxel (TA), samt b) en kvartvåglängdsplatta (QWP) med den långsamma axeln (SA) längs den horisontella axeln. Beskriv i ord och med en skiss samt bekräfta med hjälp av Jones-formalismen hur du använder linjärpolarisatorn och kvartsvåglängdsplattan för att skapa högercirkulärt polariserat ljus från ljus som är linjärt polariserat längs den horisontella axeln. Tabell över Jones-vektorer samt relevanta Jones-matriser finns bifogad. 7. Beräkna vinkeln mellan de två utgående strålarna (1) och (2) som uppträder då opolariserat ljus infaller längs normalen till ett Wollaston-prisma gjord av kalcit, se figur. Riktningen på den optiska axeln i prismats två delar är angiven i figuren. För kalcit gäller: n = 1,6584 och n // = 1,4864. Prismat är omgivet av luft. 45 o 45 o OA OA (1) (2) 8. Funktionen f(x) är periodisk med perioden 2π och är definierad enligt nedan x om π < x < π f ( x) = 0 om x = ± π a) Undersök om funktionen kan utvecklas i en Fourierserie. b) Skriv upp ett uttryck för tillhörande Fourierserie. c) Varför uppträder vikningsfenomenet (även kallad aliasing) och hur kan man undvika falska frekvenser vid analys av en tidsperiodisk signal? d) Vid analysen av en tidsperiodisk signal upptäcker man att de sista tre mätpunkterna nödvändiga för att detektera en hel period har gått förlorade. Hur kommer detta att påverka analysen av signalen och vad kan man göra för att förbättra resultatet?

En linjärpolarisator med transmissionsaxel som bildar vinkeln θ med horisontella axeln representeras av 2 cos θ sinθ cosθ sinθ cosθ 2 sin θ. En kvartvåglängdsplatta med långsamma axeln parallell med den horisontella axeln representeras av: 1 e iπ / 4 0 0 i