Tentamen i Fysik för MTI 5A1225 990830

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 medicinsk laseranvändning

1

Vid användandet av pulsade lasrar i medicinska tillämpningar får man de nödvändiga pulserna genom att urladda ett kondensatorbatteri genom en lampa. Vid ett tillfälle behövde man en puls med en stigtid på ca 10 ns. Det kondensatorbatteri man hade till sitt förfogande var på 2.0F (Ja det är mycket). Vilken effekt får man (maximalt) ur lampan om spänningen är 6.4kV?

2

Vid denna urladdning bildas ett kraftigt magnetfält som dessutom varierar mycket snabbt (eftersom strömmen ska växa upp under 10 ns). På 1m avstånd från kraftaggregatet uppmättes maxvärdet på fältet till 0.120T. Hur stor spänning kan detta maximalt ge upphov till i en kort spole med tvärsnittsyta 120mm och 20 varv, lindad på plastkärna.

3

Den elektriska spänningspuls som tänder lamporna rör sig utefter ledningarna med ca 200 Mm/s. Ställ upp ett uttryck för potentialen som funktion av läge i ledningen (x) och tiden om pulsen är en gaussisk funktion av tid och läge med 1/e-tid på 8ns.

En gaussisk funktion ser ut som där x0 är 1/e-värdet på x

4

När man vill fokusera laserstrålen används två linser med fokallängd 20mm placerade så att avståndet mellan dem kan varieras från 35 till 60mm. Mellan vilka gränser kan man på detta sätt flytta fokus till laserstrålen? (Svara med avstånd från den första linsen, laserstrålen är parallell när den träffar den första linsen)

5

Den läkare som använder lasern vill naturligtvus se vad han gör, men behöver skyddsglasögon för att skydda sina egna ögon. Detta gör genom att på glas lägga tunna skikt av omväxlande titandioxid (n=2.00) och kvarts (n=1.43). Tjockleken ska vara sådan att alla reflexer från alla gränsytor samverkar konstruktivt. Hur tjocka ska skikten göras om lasern har våglängden 514nm (infallsvinkel=0)