Tabell 1: Några utvalda naturkonstanter: Namn Symbol Värde Enhet

Tabell 1: Några utvalda naturkonstanter:
Symbol
Värde
c
2,998.108
e
1,602.10−19
h
6,626.10−34
h̄ = h/2π
1,055.10−34
Finstrukturkonstanten
α
1/137,04
Boltzmanns konstant
kB
1,381.10−23
Absoluta nollpunkten
-273,15
Avogadros tal
NA
6,022.1023
Gaskonstanten
R = kB NA
8,314
Coulombkonstant
1/(4π0 )
8,99.109
Elektriska konstanten
0
1/(µ0 c2 )
Magnetiska konstanten
µ0
4π × 10−7
Elektronens massa
me
9,109.10−31
Protonens massa
mp
1,673.10−27
Atomära massenheten
amu
1,661.10−27
Bohr magneton eh/2me
µB
9,274.10−24
Bohr radie
a0
5,292.10−11
Rydberg
R∞
13,606
Hastighet av ljud i luft vid 1 atm och 20◦ C
vs
343
Referensintensitet för ljudnivå
I0
1,0.10−12
Brytningsindex av vatten
nvatten
1,33
Brytningsindex av glas
nglas
1,5
tyngdkraftens acceleration
g
9,81
Namn
Ljushastighet
Elementarladdning
Plancks konstant
1
Enhet
m/s
C
Js
Js
J/K
◦
C
mol−1
J/(mol K)
Nm2 /C2
As/Vm
Vs/Am = N/A2
kg
kg
kg
J/T
m
eV
m/s
W/m2
m/s2
Problem 1. Ge en tydlig förklaring av Dopplereffekt. Härled formeln för frekvens
som funktions av källans hastighet i stillastående luft. (3p)
Lösning:
2
Problem 2. Figuren nedan kommer från än lärobok för grundskolan. Den ska
förklara bildformning med en lins. Peka ut vilka saker som är missvisande i figuren och vilka felaktiga slutsatser figuren kan leda till. (3p)
Lösning:
3
Problem 3. Figuren visar en puls på en sträng vid t = 0, som rör sig till höger
med en fart på 1 cm/s. Strängen är inte uniform, utan delen till höger
om pricken är fyra gånger tyngre. Rita strängens utvikelse vid t = 4 s. Förklara så
många detaljer som möjligt. (2p)
@
@
@
r
Lösning:
4
Problem 4. Figuren nedan visar ljusintensiteten på en skärm på stort avstånd
från två spalter. Den horisontella skalan ger vinkeln från centralt
maximum i milliradian. Ljuset på spalterna är den gröna kvicksilverlinjen vid 546,1
nm.
a) Hur stort är avståndet mellan spalterna? (1p)
Lösning:
b) Hur breda är spalterna? (1p)
Lösning: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
c) Den ena av spalterna täcks med en glasbit som absorberar hälften av ljuset.
Beskriv och förklara om och hur det påverkar mönstret på skärmen. (1p)
Lösning:
5
Problem 5. a) Under vilka förhållanden avklingar ljudintensitet med kvadraten
på avståndet till ljudkällan? (1p)
Lösning:
b) Anta för enkelhets skull att sambandet ovan gäller här. En student lyssnar på
en föreläsning av en lärare som står 3 meter framför honom. Ljudnivån är 60 dB.
Hur stor är föreläsarens effekt? (1p)
Lösning:
c) En annan student som sitter 1,5 meter längre bak börjar prata med sin granne
med en effekt som är fyra gånger lägre än föreläsarens. Hur stor blir den sammanlagda ljudnivån hos studenten som försöker lyssna på föreläsningen? (1p)
Lösning:
6
TENTAMEN
Institution: Fysik och Elektroteknik
Namn: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Examinator: Pieter Kuiper
Adress: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
........................................................
Datum: 15 maj 2015
Tid: 5 timmar
Personnummer:
–
Plats:
Kurskod: 1FY803
Kurs/provmoment: Vågrörelselära och Optik
Hjälpmedel: linjal, räknedosa, två sidor egna anteckningar
Skriv helst lösningarna på tentan. Skriv ditt namn på eventuella tillägsblad.
Den här tentan har 5 problem.
Lycka till!
1
2
3
4
5
Summa Betyg
Inlämnad
Poäng
Uppvisat legitimation:
Ja
Nej
Tid för inlämning: . . . . . .
Tentavaktens signatur: . . . . . . . . . . . . . . . . . .