Tentamen i Optik för F4 m fl 031024

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

1

Moderna kameror har tyvärr oftast objektiv som inte kan bytas. Emellertid kan man genom att hänga på en afokal linskombination framför kameraobjektivet ändra systemfokallängden med en faktor lika med teleskopförstoringen hos linskombinationen.

Visa detta genom strålkonstruktion och likformiga trianglar.

Snälla, rita en ordenligt figur dvs lägg pappret ner och gör en figur med alla storheter utsatta som fyller pappret i längsled.

2

Ett mikroskop har en ett objektiv med f=3,00mm och diameter 2mm och ett Huygenskt okular  med f=20mm. Tublängden (avst objektiv till okularets FF) är 200mm. Vilka begränsningar finns på storleken på fältlins och ögonlins i okularet för att synfältets diameter ska vara minst 0,25mm?

3

En ringapertur (dvs ett aperturstopp med en cirkulär blockering i mitten) på en kamera anses ha vissa fördelar ur upplösningssynpunkt. Utred vilka dessa skulle kunna vara, genom att (I samma diamgram) plotta intensitetsfördelningen från

a/ en cirkulär apertur med diameter D.

b/ en cirkulär apertur med diameter 0.8D

c/ en ringapertur med innerdiameter 0.8D ich ytterdiameter D.

Det viktiga i plotten är  att relativa intensiteterna är korrejt och att nollställenas läge framgår.

På vilket sätt är en ringapertur bättre?

4

I en Mach-Zender-interferometer får man två mönster som i boken sägs vara komplementära. Visa att det är så för något enkelt fall, t.ex en stråldelarplatta med högt brytningsindex som är AR.behandlad på ena sidan (vars effekt alltså kan negligeras).

5

Antag att vi har ett fasgitter dvs en amplitudtransmittivitet som varierar mellan 1 och

-1 (inga mellanlägen). Perioden är 1000nm och ljusvåglängden hos det vinkelrätt infallande ljuset är 500nm. I vilka vinklar får man max?

6

En s.k. optimist försöker göra ett teleskop medn hjälp av en lins han hittat med f=1200mm och radie 50mm som objektiv. Linsen är formad så att sfärisk aberration inte är något problem när den är rättvänd, och är gjord av kronglas (använd boken för data)

Som okular använder han ett kommersiellt med f=20mm. Antag att man tittar på Jupiter med denna  (vinkeldiameter sett från jorden ca 0,3mrad). Hur mycket större (%) blir bilden i blått och rött jämfört med gulgrönt (D-våglängden)?

(Jupiter ligger på symmetriaxeln till teleskopet)