Tentamen i Fysik för  I, M, P och T 040112

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 är kriminalteknik    

 

1 

När man avlyssnar signaler i elektriska ledningar vill man oftast inte att den som avlyssnas ska veta om det. Kopplar man in sig i ledningen och tappar av en del av strömmen är detta mycket lätt att upptäcka. Om man däremot mäter strömmen i en ledning genom att mäta magnetfältet runt den är det svårare att märka.

Antag att man med en toroidspole avlyssnar en ledning vari ettor och nollor sänds. Nollor motsvarar 0 A och ettor motsvarar 0,60A. Omslag från nolla till etta sker på 1,2µs.

Uppskatta vilken spänning man maximalt får i en toroidspole med järnkärna placerad symmetriskt runt den ledningen där ettorna och nollorna sänds. Toroidens medelradie är 4,0cm och dess tvärsnittsyta 1,0cm². µr=600, antal varv = 2000.

2

Metalldetektorer är numera oftast inte baserade på användande av magnetfält, utan i stället på elektriskt fält. Varför är det så tror du?

3

Avlyssning av samtal på stora avstånd sker ofta genom att man använder en stor parabolisk reflektor och placerar en mikrofon i dess fokus. Antag en sådan har diameter 500mm och kan koncentrera ljudet till en cirkel med radie 50mm. I denna placerar man en mikrofon med en ljudkänslig yta som är en cirkel med radie 20mm. Hur många dB starkare blir det ljud som tas upp av mikrofonen med reflektor än utan?

4

I en övervakningskamera är den bildregistrerande ytan 12mm x 12mm. Med denna vill man kunna bevaka en vinkel +-18° (dvs 18° åt bägge håll från normalen). Vilken fokallängd ska linsen ha?

Vilken roll spelar linsens storlek för synfältet?

5

När man fångar upp ljud genom ett fönster på stort avstånd kan man göra detta genom att låta fönstret fungera som spegel i en Michelson-interferometerliknande uppställning. Antag att man ”lyssnar” med denna utrustning på ett fönster som ger att mönstret svänger fram och tillbaka 0,4 steg (0,4 ggr ljust-mörkt-ljust). Fönstret är 0,4m² stort. Hur stor är ljudintensitetsnivån på 100m avstånd då? (dvs vad skulle man höra om man försökte lyssna direkt med örat?)

Ljusvåglängd 454nm och ljudvåglängd 2,0m.

 

Lösningar finns på kurshemsidan från ca 19.00

Rättningen beräknas ta ca 3 veckor