Tentamen i Fysik för MTI 5A1225 970829 14-19

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 (Detta kan anpassas om så visar sig lämpligt).

Tema denna gång är andning

1

För att kontrollera förekomsten av anestesimedel i utandningsluft kan man mäta den förändring i kapacitansen som anestesimedlet ger upphov till. Samtidigt vill man inte att mätningen ska bromsa luften (av uppenbara skäl). Vanligt är att man gör mätkondensatorn som två parallella trådar. I ett fall hade trådarna radien 0.75mm och mittpunktsavståndet 6.0mm. De hade längden 20mm. Hur stor blir kapacitansen för denna anordning i luft?

(Du behöver inte ta hänsyn till elektrisk influens)

2

För att mäta joniseringen i utandningsluft kan man mäta magnetfältet runt den strömmande utandningsluften.

Hur starkt blir detta om luften har och flödar med 8m/s?

Den strömmande luften fördelas cylindersymmetriskt (som i ett rör) med radie 10mm och laddningarna är envärda.

3

När stämbanden alstrar ljud används flera mekanismer, men den viktigaste är att omväxlande strypa och släppa fram luft (med den frekvens ljudet får). Detta medför att luften runt stämbanden varierar från noll till en ganska hög hastighet under en period för ljudet. Vilken maxhastighet erfordas för att ge upphov till 80 dB på 300mm avst från munnen om ljudet sprids i en halvsfär, har frekvensen 150Hz och den yta luften passerar genom (vid stämbanden) är 18mm²

4

När man vill titta på stämbanden används ofta ett så kallat endoskop vars syfte är att reläa bilden ut till observatören och där presentera den ofta i förstorad form (dvs som i en lupp). Visa med strålkonstruktion att så är fallet om man tar 4 st linser m fokallängd 20mm placerade på 40mm avst från varandra och därfter en lins med fokallängd 40mm placerad 40mm från den sista. Objektet ligger 40mm framför första linsen.

5

Ett sätt att mäta fuktigheten i utandningsluft (utan att hindra dennas flöde) är att låta ljuset i en arm i en michelsoninterferometer passera luftflödet. Strålens väg genom luftströmmen är 30mm (i en riktning). Luftens brytningsindex ges av

Där R är den relativa luftfuktigheten.

Hur mycket måste R ändras för att en punkt på mönstret ska gå från ljus till mörker om våglängden är 488nm?