Tentamen i Optik för F4 m fl 031020

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

Tal 1-3 behandlar samma problem som beskrivs först i en sammanfattande text:

Man har en laserstråle som kan betraktas som cirkulär (dvs ni behöver inte ta hänsyn till att den är gaussisk eller så) med radie 4mm, och man vill bygga ett teleskop som kan justeras så att dess förstoring kan varieras mellan ett värde mindre än 1 och ett som är större än 1. Till detta används först ett linspaket med 

a/         en -20mmlins med diameter 10mm

b/         en 50mmlins med diameter 20mm

Avståndet mellan dessa linser, d, kan varieras mellan 35 och 50mm.

En bit, (som ni måste räkna ut) efter linspaketet placeras en -100mm-lins med 40mm diameter.

Laserstrålen ska alltså vara parallell (inte divergent eller konvergent) både in i och ut ur teleskopet

1

Konstruera systemet, dvs rita en figur med alla mått utsatta för fallet d=40mm (man kan behöva använda två papper efter varandra)

2

Mellan vilka värden kan förstoringen varieras?

3

Antag att strålen är större än 4mm i radie (så att det alltså blir diffraktion). Vilken vinkelspridning ger detta upphov till (räkna även här i fallet d=40mm)? (våglängd 514mm)

4

Ögat kan användas för fourieroptik, om ljuskällan är punktformig och man placerar objektet omedelbart framför ögat. Använd vitljuspunkten som ljuskälla och pappret som bifogas tentan som objekt. Rita av och förklara vad du ser.

5

Kvarts- och halvvåglängdsplattor beskrivs i boken, men helvåglängsplattor finns också i den så kallade verkligheten. Dessa är i allmännhet av första ordningen (dvs fasskillnaden mellan o och eo är en våglängd för designvåglängden) och placeras mellan korsade polaroider.

Antag att vi har en sådan med designvåglängd 550nm som belyses med vitt ljus. Optiska axeln i 45° mot genomsläppsriktningarna.

Mellan polaroiderna har vi också transparanta föremål, som delvis täcker synfältet med svag dubbelbrytning (exvis ca 1/6 våglängd för 550nm).

Hur ser bakgrunden ut, och hur ser objekten ut (obs flera fall beroende på riktning)

6

Antag en “Laser-michelson-interferometer” av den typ som byggs i labben. Vad händer med interferensmönstret om man vrider stråldelaren lite grann (några milliradianer)?

Innan vridning var allt ”perfekt”

 

Skriv gärna ett mail till goran.manneberg@biox.kth.se och kommentera tenta (och kursen och labbarna och allt annat)

 

Skriv mailaddress på tentan så mailar jag resultatet