Tentamen i Fysik för IMT 5A1225 981023

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 företaget Dentronic som utvecklar och marknadsför utrustning för inmätning av munhålans geometri på patienter. (för att tandläkaren ska kunna beställa korrekta kronor, bryggor och annat otrevligt som de sysslar med)

Den intresserade kan läsa mer på http://www.dentronic.se/decim/

OBSERVERA att ämnesvalet inte innebär att jag uttalar mig om teknikens eller företagets möjligheter.

1

För att mäta upp storleken på det hål som bildas när en tand dragits ut använder man lasertriangulering, som fungerar enligt fig. Ta fram ett samband mellan avstånd till mätobjektet, L och den belysta koordinaten, x, för bilden av den belysta fläcken på detektorn, D. (sätt origo för x till en punkt på linsens symmetriaxel) Vinkelräta avståndet mellan laserstrålen och linsens mittpunkt är a

Linsens fokallängd f <<L

2

Om vi (i föregående uppställning) har ett avstånd L=4cm, linsen har bländare 2 dvs fokallängden är dubbelt så stor som diametern.

Nu frågar sig plötsligt nervös ingenjör om diffraktionen kommer att förstöra hans avståndsmätning. Ovanstående x-koordinat mäts med en detektor som har 200pixel (=bildpunkter)i rad per mm. Ska han fortsätta vara nervös? Ljuset har våglängden 643nm.

3

Ett sätt att mäta hur en brygga har hamnat är att mäta kapacitansen mellan den blöta och därför ledande ytan på bryggan och en yttre platta. Bryggan kan ses som en ledande platta med yta S. Den yttre plattan har samma yta. Antag att avståndet mellan dem varierar 2%. Med hur många procent varierar kapacitansen?

4

Ett annat sätt att mäta avstånd i munhålan är mha mikrovågor. I mikrovåghuvudet vill man då placera en lätt spole som ger så stor induktans som möjligt. Man vill av mättekniska skäl att denna ska ha ett så litet omgivande magnetfält som möjligt. Hur bör denna spole utformas?

(Spoltyp?, Material i lindning? Kärna eller inte kärna? Få eller många varv?)

Endast överslagberäkningar bör göras

5

När man ska sätta in tandinplantat måsta man ofta fullständigt avlägsna den gamla tand som satt där implantatet ska sitta. Ett sätt att göra detta är att krossa den med mikrovågor som bör ha så tor amplitud som möjligt. Vilken frekvens ska man använda sig av om k ( det vi Sverige ofta kallar er) i tanden är 4.7 och tanden är en liten kub med sidan 8mm (vill du räkna med en verklighettrognare tandmodell så varsågod, men det ger inga extra poäng). En figur som förklarar hur man tänker sig vågutbredningen är ett måste.