Antwoorden Eindtoets 8NC00 12 april 2017

Vergelijkbare documenten
1. Langere vraag over de theorie

uitwendig magnetisch veld F daarvoor een externe elektrische stroom nodig is, wordt een permanente magneet genoemd. Z N

Wiskunde D Online uitwerking 4 VWO blok 4 les 1

Faculteit Biomedische Technologie. 28 januari 2016, 18:00-21:00 uur

Uitwerkingen Tentamen Optica

, met ω de hoekfrequentie en

Uitwerkingen tentamen optica

WISKUNDE- HWTK PROEFTOETS- AT3 - OPGAVEN en UITWERKINGEN - EX 03 1.doc 1/11

Tentamen Natuurkunde I uur uur woensdag 7 januari 2009 docent drs.j.b. Vrijdaghs

Oefeningenexamen Projectieve Meetkunde: oplossingen

TENTAMEN ELEKTROMAGNETISME (3D020)

De maximale waarderingscijfers van de opgaven verhouden zich als 30:30:20:20 deel cijfer=score./10

4.2.6 I. Betreft opgave 4.2.2: a. B f = {a, b } d. B f = {a, b, c } = C f II. Betreft opgave 4.2.4: e. B f e = IR + 0 = IR. f. B f f. g.

Wiskunde AEO V. Afdeling Kwantitatieve Economie. Uitwerking tentamen 6 januari 2010

Calculus I, 20/10/2014

Krachten binnen het standaardmodel. N.G. Schultheiss

Voorkennis + lijst met standaardintegralen

Faculteit Biomedische Technologie Tentamen OPTICA (8N040) 16 augustus 2012, 9:00-12:00 uur

Tentamen Fysica: Elektriciteit en Magnetisme (MNW)

Tentamen Fysica: Elektriciteit en Magnetisme (MNW en SBI)

Faculteit Biomedische Technologie. 5 november 2015, 9:00-12:00 uur

Voorkennis. Hoekmeting

Noordhoff Uitgevers bv

Uitwerkingen Hertentamen Optica

Meetkunde 2 - Omtrek 2 - Cirkels. Versie 2a - donderdag 29 maart 2007

wiskunde A vwo 2017-I

1. Langere vraag over de theorie

1 Functies die aan verandering onderhevig zijn

Hoofdstuk 1 Grafieken en vergelijkingen

1 ELECTROSTATICA: Recht toe, recht aan

11.1 Straling van sterren

Eindexamen wiskunde B1-2 vwo 2005-II

Noordhoff Uitgevers bv

TENTAMEN ELEKTROMAGNETISME (3D020)

1.3 De produktregel. Laat zien dat bijvoorbeeld [ x x. ] niet gelijk is aan 2x

Technische Universiteit Eindhoven

Zomercursus Wiskunde. Katholieke Universiteit Leuven Groep Wetenschap & Technologie. September 2008

1.1 Grootheden en eenheden

Studiewijzer. de colleges in vogelvlucht

Hoofdstuk 4 Machtsverbanden

Faculteit Biomedische Technologie. 9 april 2018, 18:00-21:00 uur

TECHNISCHE UNIVERSITEIT EINDHOVEN Faculteit Technische Natuurkunde Examen Elektromagnetisme 3 (3NC30) donderdag 30 juni 2011 van 14u00-17u00

Stevin vwo deel 2 Uitwerkingen hoofdstuk 6 Golven en golfoptica ( ) Pagina 1 van 17

Hoofdstuk 22 De Wet van Gauss

Vraag Antwoord Scores

Hoofdstuk 4 - Integreren

3.5 t/m 3.7 ΟΣ ΜΟΙ ΠΟΥ ΣΤΩ ΚΑΙ ΚΙΝΩ ΤΗΝ ΓΗΝ 1

Hoofdstuk 2 - Afstanden

Uitwerkingen tentamen Optica

Hoofdstuk 12B - Breuken en functies

TENTAMEN ELEKTROMAGNETISME (3D020)

FACULTEIT TECHNISCHE NATUURKUNDE. Kenmerk: /Gor/Hsa/Rrk. Datum: TENTAMEN

30/06/2005. Theoretische Inleiding bij de Fresnelproef

TENTAMEN. x 2 x 3. x x2. cos( x y) cos ( x) cos( y) + sin( x) sin( y) d dx arcsin( x)

Langere vraag over de theorie

Hoofdstuk 5 - Verbanden herkennen

de Wageningse Methode Antwoorden H26 RECHTE LIJNEN HAVO 1

Uitwerking Tentamen Klassieke Mechanica I Dinsdag 10 juni 2003

8 a. x K (in euro s) x K (in euro s)

4. Maak een tekening:

Hoofdstuk 3 - Statistiek

Pag. 18: Conform NEN-EN 1990 worden damwandconstructies ingedeeld in de volgende 3 veiligheidsklassen beschouwd:

Noordhoff Uitgevers bv

Blok 3 - Vaardigheden

Langere vraag over de theorie

TECHNISCHE UNIVERSITEIT EINDHOVEN Faculteit Technische Natuurkunde Examen Elektromagnetisme 3 (3NC30) donderdag 5 juli 2012 van 14u00-17u00

Hoofdstuk 23 Electrische Potentiaal. Copyright 2009 Pearson Education, Inc.

Exacte waarden bij sinus en cosinus

Noordhoff Uitgevers bv

FACULTEIT TECHNISCHE NATUURKUNDE. Kenmerk: /vGr. Datum: 24 juli 2000 TENTAMEN

Hoofdstuk 1 - Lijnen en cirkels

4.1 Optische eigenschappen

TU-Delft - Faculteit werktuigbouwkunde (3ME) - Afdeling P&E Tentamen Stromingsleer (wb1225) 28 augustus 2008, uur

TENTAMEN ELEKTROMAGNETISME (8N010)

Hertentamen Optica,11 april 2016 : uitwerkingen

12 mnd 18 mnd 24 mnd 30 mnd module M 0,3 0,5 0, snelheid V

Chapter 28 Bronnen van Magnetische Velden. Copyright 2009 Pearson Education, Inc.

Tentamen Optica. 20 februari Zet je naam, studentennummer en studierichting bovenaan elk vel dat je gebruikt. Lees de 6 opgaven eerst eens door.

Tentamen Elektromagnetisme (NS-103B)

TECHNISCHE UNIVERSITEIT EINDHOVEN

TWEEDE RONDE NATUURKUNDE OLYMPIADE 2018 TOETS 1

Opgave 2 Het beeld van de gasvlam is vrij plat. Het beeld dat een hologram maakt, heeft vaak veel meer diepte.

Voortplanting van trillingen - lopende golven

Hoofdstuk 4 De afgeleide

Hoofdstuk 3: Licht. Natuurkunde VWO 2011/

Hoofdstuk 4 De afgeleide

Vectoranalyse voor TG

Noordhoff Uitgevers bv

Noordhoff Uitgevers bv

Noordhoff Uitgevers bv

Uitwerkingen Tentamen Optica

- II.20 - Johan Baeten

Het gereduceerde 3-lichamenprobleem Stationaire oplossingen en hun stabiliteit. Maaike Assendorp 21 augustus 2012

TW2040: Complexe Functietheorie

Hoofdstuk 11 Verbanden

Practicum Atoom- en Molecuulfysica : het Zeeman-effect

Notatieafspraken bovenbouw, wiskunde B

Noordhoff Uitgevers bv

De breedte van de rechthoek is gelijk aan de omtrek van die grote cirkel.

Hoofdstuk 1: Inleiding

Transcriptie:

Antwooren Eintoets 8NC 12 april 217 1.1. Onwaar, een fase-contrast microscoop brengt e verschillen in brekingsinex in beel. Er wort geen gepolariseer licht gebruikt us het is niet mogelijk ubbelbrekene eigenschappen te onerscheien. 1.2. Waar, omat een microscoopglaasje altij veel ikker is an e coherentielengte van wit licht (oregrootte micrometers) kan hiermee geen interferentiepatroon gemaakt woren. In het college lukte it wel met twee microscoopglaasjes omat e afstan tussen eze glaasjes wel klein genoeg was. 1.3. Onwaar, it hangt af van e efinitie van ons coörinatenstelsel ten opzichte van e polarisatierichting. Alleen als e polarisatierichting samenvalt met e z- of y- as an is e anere component gelijk aan nul. 2.1. De experimentator kijkt van links, us stralen moeten zijn ogen van rechts naar links bereiken. Lichtstralen verlaten het voorwerp us naar links en woren afgebroken oor e lens. Doorat het voorwerp tussen e lens en het branpunt staat zullen e lichstralen na e lens ivergeren. Links van e lens vormt zich us geen (reëel) beel. Echter, rechts van e lens lijken e stralen samen te komen en vormen zooene aar een virtueel beel. 2.2. Dunnelensformule: 1 + 1 1. s 1 f s s f 2 1, f f 1 1 1 + 1 1 s f 2 f 1 s f 1. Vergroting: 1 m s f 1 1 2. Het virtuele beel (s < ) ligt rechts van e lens in zijn branpunt, s 2 f 1 staat rechtop en is 2x vergroot. 2.3. Het beel kan woren afgebeel op een scherm, it maakt het (per efinitie) een reëel beel. We vertrekken nu naar rechts van het voorwerp. Beel gevorm oor negatieve lens: 1 + 1 1. Met s s 1 s 1 f 1 3 f 2 2 1 en f 2 1 1 2 volgt 1 2 f 3 + 1 2 s 1 f 1 2 f 1 s 1 f 1 3f 1 Dit 1 8 is us een virtueel beel, links van e negatieve lens. Dit tussenbeel staat us rechtop en is 4x verklein. Dit ient als reëel voorwerp voor e spiegel. s 2 t s 1 3f 1 3f 1 2 15f 1 en f R. Met R + 3f 1 (e lichtstralen verlaten e spiegel naar links, en het 8 2 2 mielpunt licht ook links van het oppervlak) volgt 1 s o + 1 s 2 1 f 1 15f1 8 s 2 5f 1. Dit beel is us reëel (s 4 2 > ) en staat op een afstan van 5f 1 4 8 + 1 2 4 s 2 3f1 3f 1 2 links van e ran - 1 -

van e spiegel, ofwel 3f 1 5f 1 f 1 rechts van e negatieve lens. 2 4 4 3.1 Algemene uitrukking voor een ubbele spleet: I 4I ( sin β/2 β/2 )2 cos 2 φ/2. Interferentiemaxima als φ 2mπ. Afstan tussen e maxima: Δϕ 2π. Verer φ k sin θ 2πy (in het verre vel), met L 2 m e afstan tot het scherm. Dan volgt 2π 2πΔy λl cm. λl Δy λl 5 1 9 m 2 m 2 cm. De afstan tussen e interferentiemaxima is 2 5 1 6 m sin β/2 3.2 De minima van e iffractiepieken liggen waar, ofwel aar waar β/2 sin β/2 (β > ). Het eerste minimum ligt bij β 2π. Met β ka sin θ volgt analoog aan 3.1 at het eerste minimum op een afstan λl a iffractiepiek is het ubbele us 2λL a van het centrum ligt. De totale centrale bree. Dit komt neer op 2 5 1 9 m 2 m 1 1 6 m 2 cm. 3.3 Interferentie: I cos 2 φ/2 cos 2 ( π π mλ sin θ). Maxima als sin θ π sin θ. De λ λ maxima van het interferentiepatroon vallen us samen met e assenstreepjes. De missing orer is 5 ( 5a), us het iffractiepatroon is bij sin θ 5λ nul. Verer volgt it e sinckwaraat-functie. Dit geeft iealiter e volgene grafieken. - 2 -

Intensiteit interferentie λ 2λ 3λ 4λ 5λ 6λ iffractie sin θ 7λ 4.1 We moeten het extra-orinary eel van e golf een kwart golflengte, oftewel π/2 vertragen ten opzichte van het orinary eel. Hiervoor kunnen we bijvoorbeel het faseverschil met e volgene vergelijking berekenen: Δφ k e k o met e ikte van het plaatje (een variant op een vergelijking van het formulebla). Hierbij is k e 2π 2πn e en k λ e λ o 2πn o (let op: lamba-nul en n-orinary!). λ Invullen levert: Δφ π 2πn e 2πn o. Omschrijven levert nu: λ 2 λ λ 4(n e n o ) 59 1 9 m 1.64 4(1.553 1.544) 1 5 m 16.4 μm. 4.2 Afstan tussen e lijnen: 3 mm Kijkafstan: 1 m. Het is hanig om te weten at wit licht een gemiele golflengte van zo n 5 nm heeft. We gebruiken nu het Rayleigh-criterium at e resolutie beperkt: Δθ 3 mm 1 m 3 1 4 1.22 λ D 1.22 5 1 9 m. Dan is D 1.22 5 1 7 2.3 D 3 1 4 1 3 m 2 mm e iameter van e pupil. 5.1 (a) Door e symmetrie is het elektrische vel cilinrisch raiaal gericht. Het vel E heeft ezelfe grootte voor elke waare van r. Door eze symmetrie kun je e wet van Gauss gebruiken. (b) Neem als Gauss-oppervlak het oppervlak van een ciliner met straal r en lengte L, waarbij e as van e ciliner samenvalt met e z-as. De laingsichthei binnen het Gauss-oppervlak hangt van e positie af, us we moeten integreren om e omsloten laing te berekenen. Voor r R is e omsloten laing: Q omsl (r ) r ρ(r) V r α r L 2πr r - 3-2 3 π α L (r ) 3 De wet van Gauss geeft: E A Q omsl ε E L 2πr 2π α L (r ) 3 3 ε E(r) α (r ) 2 3 ε Als we r vervangen oor r krijgen we: E(r) α r2 3 ε

Voor het gebie r > R gelt: Q omsl R ρ(r) V Dus E L 2πr Q omsl ε 2 π α L R3 3 2π α L R3 3 ε E(r) α R3 3 ε r Korte bespreking: - Richting: Het vel is raiaal naar buiten toe gericht omat e laingsichthei positief is. - Afhankelijkheen: Binnenin e ciliner neemt het vel toe met e afstan als r 2. Buiten e ciliner neemt het vel af als 1/r. - Eenheen: De eenhei van α is C/m 4. De eenhei van E is N/C. De eenhei van 1/ε is Nm 2 /C 2 (zie formulebla). Dus e eenheen kloppen. 5.2 (a) De capaciteit is e relatie tussen potentiaalverschil en geïnuceere laing. Voor een bol met laing Q is het vel bolsymmetrisch raiaal gericht: het vel ronom e bol is voor r R gelijk aan het vel van een puntlaing Q. Hetzelfe gelt voor e potentiaal: De potentiaal ronom e bol is gelijk aan e potentiaal van een puntlaing. Werkwijze: Bereken e potentiaal V(r) op afstan r van het centrum van e bol (r R), zie het formulebla. Bereken an het potentiaalverschil V tussen posities r R en r. Bereken vervolgens e capaciteit via: C Q/ V. Alternatief: De potentiaal van e bol kun je ook berekenen als e integraal van het vel, waarbij het vel wort gegeven oor e wet van Gauss of oor e wet van Coulomb. (b) V(r) 1 Q 4πε r V V(r R) V(r ) 1 Q 4πε R C 4πε R (c) Het meium met ielectrische constante K e verminert het vel en us ook het potentiaalverschil. Daaroor wort e capaciteit hoger met een factor K e : C 4πK e ε R 6.1 (a) B μ μ L 1 I ( y) ( y) Il e r μ L y 2 +L 2 4π r 2 4π y 2 +L 2 L I L y e z 4π (y 2 +L 2 ) 3 2 μ 4π I L 1 2 L 2 e z L μ I L e y 4π z [ L 2 y 2 +L 2] μ I e 4π 2 L z Korte bespreking: - Richting: Het vel is gericht in e z richting. Deze richting komt overeen met e rechterhanregel. - Afhankelijkheen: Het vel neemt af als 1/L. Dus voor L gaat het vel naar nul. Dit klopt, want op een grote afstan van een rechte stroomraa gaat het magnetische vel naar nul. - Eenheen: De eenheen van het einresultaat zijn gelijk aan e eenheen in e wet van Biot en Savart. Dus e eenheen kloppen. (b) T (Tesla) Of: N/(A.m) 6.2 (a) Kleiner. Het vel in het mien van e ring B m is e vectorsom van het aangelege vel B en het vel t.g.v. e stroom in e ring B r : B m B + B r. In het begin staat B langs - 4 -

+x en B r langs +z. Na e veranering staat B langs z ; B r is iets kleiner geworen (oor toename van R) en staat nog stees langs +z. In e begintoestan is e lengte van e vectorsom groter an e grootste van e iniviuele vectoren; in e eintoestan is e lengte van e vectorsom kleiner an an e grootste van e iniviuele vectoren. (b) Groter. De ring is een magnetische ipool met een magnetisch moment gelijk aan: μ IA, gericht langs e +z as. Het oppervlak van e ring A wort groter vanwege e toename van R. Dus ook μ is groter geworen. (c) Groter. De energie van een magnetische ipool in een aangeleg vel is: U μ B. In e begintoestan staan μ en B loorecht op elkaar, an gelt U. In e eintoestan staan ze tegengestel gericht, us an is U positief. () Kleiner. Het krachtmoment is gelijk aan τ μ B. In e begintoestan staan μ en B loorecht op elkaar, an gelt τ >. In e eintoestan staan μ en B beie langs e z-as, us an gelt τ. - 5 -