Tentamen i Fysik för MTI 5A1225 000901

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

Obducat heter ett företag som varit ganska omskrivet på börsen i synnnerhet i våras. De har en ganska blandad verksamhet där huvudinriktningen ligger på optoelektronik (Bingo för denna kurs således). Bl a gör man svepelektronmikroskop (för populärvetenskaplig beskrivning se baksidan)

OBS att det både i Benson och Halliday Resnick finns avsnitt om elektronmikroskopi som kan vara bra (men inte nödvändigt) att ögna igenom

1

Upplösningsförmågan (Minsta avstånd mellan särskiljbara objekt) hos ett ljusmikroskop (som ju är konkurrent till det Obducat gör) brukar anges till , där p är objektsavstånd. Visa att det är så.

2

Ett sätt att göra starkare ljusmikroskop lanserandes under slutet på 1800-talet (men övergavs sedan eftersom diffraktionen ändå gjorde bilden suddig). Iden var att man skulle förstora objektet genom en lins (L1) till en mellanbild (M1) med en lins med fokallängd 5mm (exvis).

M1 förstoras sedan genom ytterligare en lins (L2 med f=5mm) till en ny mellanbild (M2) vilken sedan betraktas i ett okular (L3) med fokallängd 20mm. Rita en skiss över hur linserna (alla tre) och objektet ska placeras för att vi ska få en total förstoring från objekt till M2 på ca 400ggr (mellan 350 och 450 är OK). Alla avstånd ska givetvis anges. Den totalt använda sträckan måste vara mindre än 400mm.

OBS att du inte behöver bry dig om diffraktionen.

3

En magnetisk lins (som ju är grundkomponent i ett elektronmikroskop) består av ett område format som en cylinder i vilket man har ett magnetfält vars fältlinjer går i cirklar runt symmetriaxeln till linsen. Cylinderns symmetriaxel sammanfaller också med denna.

Hur bör B-fältet variera med avstånd från symmetriaxeln?

4

Antag att man vill accelerera elektronerna till en hastighet på 6000km/s med hjälp av ett elektriskt fält, vilken spänning behöver man då?

5

På de komponenter som används i ett elektronmikroskop ställs ofta stora renhetskrav. Ofta rengör man då genom att skaka loss smutsen mha en ytvåg som skickas utefter ytan på materialet som ska renöras. Energin/längdenhet i en sådan beror (som för nästan alla vågor) kvadratiskt av amplituden). Hur avtar amplituden i en sådan våg om den får sprida sig fritt åt alla håll utefter ytan? Från absorption kan bortses.

(dvs prop mot avst, inverst prop mot avst eller vad...?