Tentamen i Fysik för IMT 5A1225 971024 9-14

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.

Tema denna gång är s.k. smart cards dvs kredit eller betalkort med förbättrad identifieringsmöjlighet och eventuellt datalagringsmöjlighet (för saldon, kreditutrymme m.m.)

Nedanstående är viktigt då man vill göra en uppskattning av hur tätt informationen på magnetremsan på ett kort kan lagras. Antag att de är magnetiska dipoler liggande i en rad efter varandra med dipolriktningen vinkelrät mot kortet. Den sensor som känner av fältet ligger på ca 0.50mm avstånd från dipolen. Till hur stor andel av maxvärdet har fältkomponenten parallellt med dipolen fallit vid förflyttning 0.10mm (från punkten med maxvärdet?.

(Ledning magnetiska dipoler och elektriska dipoler ger likartade fältutseenden)

Den metod som f.n. används för att lagra info i ett kort är magnetisering av ett ferromagnetiskt material. Gör en matematiskt motiverad förklaring till att denna inte bör placeras i en (påslagen) mikrovågsugn med effekten1000W (innermått 220mmx350mmx400mm.

((Sunt förnuft är inte tillräckligt))

Det finns också förslag om att låta ett objekt relaterat till innehavarens utseende finnas med. För att detta inte ska bli för tvetydigt eller för lätt att manipulera har man diskuterat att lagra info om hur näthinnan (engelska och latin = retina) ser ut. Detta är nämligen inte så lätt att byta eller förfalska som ett vanligt utseende. Nackdelen är givetvis att det inte heller är så lätt att se. Antag att man får personen att ackommodera (=ställa in ögonens skärpa mot en punkt på avst 300mm från honom. En lins med fokallängden 25 mm placeras omedelbart utanför ögat (det blir lite smärtsamt, men annars blir det så svårt för er att räkna.) Var hamnar bilden, dvs var ska den ljuskänsliga ytan på en elektronisk kamera placeras?

En annan variant är att lagra information om ägarens fingeravtryck i form av det diffraktionsmönster detta ger upphov till om det på lämpligt sätt (Du behöver inte fundera på hur) görs om till ett transmissionsobjekt (=en diabild) som belyses med parallellt laserljus 633nm. Laserljuset får därefter passera genom en +200mm fokallängd lins.

Var kan då mönstret observeras och hur stor blir det (uppskattning med en siffra räcker) om linjerna på fingret som tätast ligger med 3 linjer/mm?

Ett sätt att gravera i ett kort är ett fokusera ett ultraljudsfält mot det. På det sättet kan man enkelt prägla in detaljer som är av samma storleksordning som fokus till ljudet. Hur stort blir detta idealt om ljudfrekvensen är 138MHz och ljudhastigheten (för denna våglängd) är 350 m/s. Ljudet fokuseras in mot fokus med vinkeln 30 grader (mot symmetriaxeln)