Tentamen i Fysik för IMT 5A1225 001025

Alla hjälpmedel utom sådana som innebär kontakt med andra levande varelser är tillåtna. Uppgifterna är inte ordnade i svårighetsgrad. Tänk på att även en ansats på ett tal kan ge delpoäng. 2.5p erfordras för godkänt.

Temat denna gång är personidentifiering mha fingeravtryck eller andra kroppsliga kännetecken. (det finns flera företag i denna brasch)

1

I de flesta fallen läser man in fingeravtrycken optiskt dvs en lins avbildar fingertoppen på en detektor. I ett fall är detektorytan 3mm x 4mm och fingertoppen får antas vara mindre än 18mm x 24mm. Detta vill man avbilda mha ett linssystem som består av två tunna linser tätt intill varandra med fokallängder 20mm resp 15mm. Hur ska fingertopp och detektor placeras i förhållande till linspaketet?

2

Ögonbottenscanning, dvs att man läser mönstret av blodkärl, stavar och tappar (=cones and rods) i ögonbotten (retina). För att kunna se något i ögat måste man belysa vilket tyvärr gör att pupillen drar ihop sig. Man kan alltså inte räkna med att denna är större än ca 1mm i diameter. Hur små detaljer kan man då vänta sig att se inuti ögat om man använder ljus med våglängd 633nm?

(Ögonbotten är alltså objekt i den avbildning man vill göra)

3

För att registrera bilden (vare sig det rör sig om en ögonbotten eller fingeravtryck) använder man sig av en sk CCD-kamera, som består av en array av små plattkondensatorer som laddas upp i en första fas och därefter laddas ur olika mycket beroende på hur belysta de är. (Varje kondensator motsvarar alltså en bildpunkt.

Antag att varje sådan har en yta på 10µm x 3µm och ett plattavstånd på 3µm. Utrymmet är fyllt med ett material med er=3.6. Den laddas upp med spänningen 24V. Vilken energi lagras i varje kondensator?

4

En mer sciencefiction-betonad variant är att avläsa de magnetfält strömmarna i hjärnan ger upphov till (tankeläsning fast på riktigt alltså). Dessa strömmar består av laddningspulser på ca 10nC (nanocoloumb) som rör sig med några meter per sekund över sträckor på enstaka cm. Uppskatta storleksordningen på de magnetfält de ger upphov till utanför skallen.

5

Att använda rösten för identifikation ligger naturligtvis nära till hands eftersom vi ju av personlig erfarenhet vet att olika personers röst låter olika. Vilka egenskaper i rösten skulle man kunna tänka sig att mäta, om man ber personen ta en ton? (dvs inte prata e.d.)

För full poäng:

Räkna upp tre egenskaper och säg någonting om vad de innebär.