Springen naar inhoud

[Natuurkunde] Fysische optica Oefeningen reeks C


  • Log in om te kunnen reageren

#1

Stef31

    Stef31


  • >250 berichten
  • 609 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 02 augustus 2006 - 20:39

Geachte docent Van de velde,

Ik heb enkele oefeningen die ik probeer op te lossen maar ik geraak er geen stap verder dan mijn kop breken uit die moeilijkste oefeningen. Wat is vooral de oplossingsmethode en hoe los je die op, hoef geen uitwerkingen enkel een methode dus hoe.

Oefening 4-5
========
Stel we willen op glas met een brekingsindex n = 1.50 een optische coating aanbrengen van MgF2, een materiaal dat een brekingsindex n = 1.38 heeft, met de bedoeling daarmee golflengten rond 550 mm zoveel mogelijk te elimineren.

Gevraagd :
Hoe dik moet onze coating worden, aangenomen dat het licht loodrecht invalt?

Snap niet welke formule je hier moet gebruiken


Oefening 4-6
========
Licht met een golflengte van 750 nm gaat door een spleet die 0.001 mm breed is.

Gevraagd:
a) Hoeveel bedraagt de breedte van het centrale maximum in graden?
Wat bedoelen ze daarmee met centrale maximum
b) Hoeveel bedraagt de breedte van het centrale maximum in centimeters, op een scherm dat 20cm van de spleet staat?

a) krijg ik niet opgelost welke formule moet je gebruiken hier, kan een tekening uitkomst bieden?

b) is opgelost dus begrijp dit goed

Oefening 4-9
========
Licht van twee golflengten, 400nm en 700nm, valt op een rooster dat 10000 lijntjes/cm bevat.

Gevraagd:
a) Bereken de buigingshoeken voor de eerste en tweede orde van buiging?

Oplossing van mij:
---------------------

sin theta = (m * landa) / d
bg sin theta = (1 * 400^10-9) / 1^10-4 = 0.229°
d = 1 / 10000 = 1.10^-4 m

Klopt mijn oplossing of heb ik iets over het hoofd gezien?

Oefening 4-10
=========
Wit licht van twee golflengten, 400nm en 750nm, valt op een rooster met 4000 lijntjes/cm of 40000 lijntjes/mm (is dat juist?).

Gevraagd:
a) Laat zien dat het violet van het spectrum van de derde orde het rood van het spectrum van de tweede orde overlapt

Wat bedoeld men met tweede en derde orde heeft dat te maken met constructieve en destructieve interferentie?

Oefeningen reeks C
=============

Oef 4
===
Bij een proef met een rooster liggen de spectra van de derde orde van de gele natriumlijn 70cm uit elkaar. De afstand van het rooster tot het scherm is 4.50m.
Hoeveel lijnen per mm bevat het rooster?

Deze oefening is niet helemaal duidelijk daar ik echter niet weet welke formule ik kan gebruiken want er staat geen op voor het aantal lijnen per mm te berekenen?
hOE KAN IK DAT ERGENS VINDEN

Oef 8
====

Gegeven:
In een spectrometer gebruikt men een rooster met 7500 lijnen/cm.
Gevraagd:
Onder welke hoek zien we de maxima als het licht een golflengte heeft van 589nm?

Mijn oplossing:
=========
a) We bereken eerst het omgekeerde van het rooster 1 / 7500 = 1.33^10-4 cm moet je deze nog in meter zet of staat dit nu in meter?

b) Vervolgens berekenen we de hoek :

sin theta = (m * landa) / d
sin theta = (1 * 589^10-9m) / 1.33^10-4cm = 0,253°
Is dat juist?

Oef 9
====

Gegeven:
Een enkelvoudige opening wordt verlicht door een evenwijdige bundel licht waarvan de golflengte 500nm is de breedte van het diffractiepatroon (van M1 tot M1) bedraagt 18,3cm. Het scherm staat hierbij op 1.75m van de spleet.
De hoek is 3°

Gevraagd:
Bepaal de grootte van deze opening

Mijn oplossing:
=========
Ik heb een tekening gemaakt dus een gelijkbenige driehoek en alle gegevens genoteerd.
Het horizontale been van de driehoek stelt de afstand van de spleet tot het scherm voor van 1.75m en de hoogte 18.3cm / 2 = 9.15cm

d * sin(3°) = m * landa
d = (m *landa) / sin(3°)
d = (1 * 500^10-9) / sin 3°
d = 9.55^10-6 m

Klopt mijn redenering hier?

Oef 10
====

Gegeven:
Bij een diffractieproef is de afstand op een scherm tussen de twee minima van de eerste orde 5.2mm.
Het scherm bevindt zich op 80cm van de spleet en de golflengte van het gebruikte licht is 546nm.

Gevraagd:
Hoe groot is de spleetbreedte?

Oplossing
======

Wel ik heb mij er echt 2 uur zitten op zoeken en kan geen enkele formule gebruiken. Wat is nu het verschil tussen de spleetafstand en de spleetbreedte is dat die delta y snap het gewoon niet

Dit forum kan gratis blijven vanwege banners als deze. Door te registeren zal de onderstaande banner overigens verdwijnen.

#2

Bart

    Bart


  • >5k berichten
  • 7224 berichten
  • VIP

Geplaatst op 02 augustus 2006 - 21:26

S.V.P je prive berichten even lezen
If I have seen further it is by standing on the shoulders of giants.-- Isaac Newton

#3

Stef31

    Stef31


  • >250 berichten
  • 609 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 03 augustus 2006 - 11:41

Hallo

Ik heb hier de indruk dat men hier echt een piek op me heb ik ben nog geen stap verder door die oefeningen die ik hier plaats dat ze ergens een methode om het op te lossen.

Waarom heeft men een piek op me
Nogmaals al deze oefeningen die ik heb gepost die begrijp ik absoluut niet daarom zou ik ze ook nu niet posten al de rest heb ik zowat opgelost.

Ik zou graag voor mijn toegepaste fysica een hoge score halen en dat kan maar als men eens die oefeningen zie die opgelost zijn kan ze dan opnieuw maken en dan ze opnieuw zelf eens oplossen en zo mijn fouten zien.

Nu heb ik daar echt niks aan door domme opmerkingen, is toch een wetenschapsforum hoop ik

Met vriendelijke groeten
Steven

#4

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44871 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 03 augustus 2006 - 13:39

Hallo

Ik heb hier de indruk dat men hier echt een piek op me heb ik ben nog geen stap verder door die oefeningen die ik hier plaats dat ze ergens een methode om het op te lossen.

Waarom heeft men een piek op me
Nogmaals al deze oefeningen die ik heb gepost die begrijp ik absoluut niet daarom zou ik ze ook nu niet posten al de rest heb ik zowat opgelost.

Ik zou graag voor mijn toegepaste fysica een hoge score halen en dat kan maar als men eens die oefeningen zie die opgelost zijn kan ze dan opnieuw maken en dan ze opnieuw zelf eens oplossen en zo mijn fouten zien.

Nu heb ik daar echt niks aan door domme opmerkingen, is toch een wetenschapsforum hoop ik

Met vriendelijke groeten
Steven

a) ik kan me niet voorstellen dat er hier iemand rondsurft die de "piek" op jou heeft.
b) op de hulp die tot heden geboden is komt niet of nauwelijks feedback van jouw kant. Het enige waar je om vraagt zijn formules, maar ik zie het belangijkste, begrip, niet door het gebrek aan feedback. Voorbeeld: als we een probleem met twee geluidsboxen behandelen en proberen een golflengte uit te rekenen die maximale versterking oplevert, zeg je dat je het snapt, tout court. Even later staat er een optica-opgave in dit forum met twee spleten, een afstand tot een scherm en de vraag naar een golflengte die maximale versterking oplevert. Die blijk je dan niet te snappen. Maar het is een precies vergelijkbaar geval als die geluidsboxen. Mijn conclusie, je zegt dat je het snapt, maar je snapt het niet.
c) in mijn optiek ben je dus bezig sommetjes te reproduceren door formules uit je kop te leren zonder dat je ziet hoe, wanneer en waarom je die wel of niet moet of kunt toepassen. Ik verspil kennelijk mijn tijd, want geconfronteerd met hetzelfde probleem in een iets andere formulering en je bent alweer de weg kwijt.
d) ik kan alleen maar mensen helpen op mijn manier, systematisch van a naar c via b. Als jij persé anders geholpen wilt worden, mij best, maar daar ga ik niet aan beginnen.
e) En begin vooral niet te schelden. Je hebt er geen recht op hier geholpen te worden, ik word hier niet voor betaald, anderen ook niet. Beschouw het als een gunst. Er zijn door diverse personen al de nodige uren aan je besteed. Als ik daar aantoonbaar resultaat van zag dan zou me dat plezier geven ermee door te gaan. Maar, zoals gezegd, dat is niet het geval.

Succes ermee, Jan
ALS WIJ JE GEHOLPEN HEBBEN....
help ons dan eiwitten vouwen, en help mee ziekten als kanker en zo te bestrijden in de vrije tijd van je chip...
http://www.wetenscha...showtopic=59270

#5

Stef31

    Stef31


  • >250 berichten
  • 609 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 03 augustus 2006 - 20:05

Beste docent Van de velde

Wat we kunnen doen is elke oefening systimatisch oplossen en zo kan ik feedback geven waar ik vast zit en zo een vraagje stellen en kunnen we verder gaan tot een complete oplossing

Ik lees zeker je feedback maar zit ook met andere voorbereidingen van mijn herexamens maar ik blijf attent en hou het forum bij dus het is geen verloren moeite dat je doet maar nuttig.

Ik stel voor dat we eerst de oefeningen aanpakken van trillingen en golven.
Je zegt dat je een tekening moet maken maar kan je eens een voorbeeld geven hoe je een tekening maakt bij een probleemstelling van golven.

Ik ga nu eerst de oefeningen maken van geometrische optica en dan kom ik hier terug.

Met vriendelijke groeten

Steeds bedankt voor je feedback dat je mij geeft en geloof me ik volg dat zeker op

#6

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44871 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 04 augustus 2006 - 06:52

Beste Steven

Het gaat niet om onze feedback, het gaat om de jouwe.

http://www.wetenscha...showtopic=35942

In dit topic bijvoorbeeld geef je voor 2 van de drie vragen foute antwoorden. Mijhn conclusie: gokwerk, en zo niet, begripsproblemen. Ikzelf, Cycloon en Aadkr proberen je de goede kant op te helpen. Reactie van jouw kant nulkommanul. Wij zien dus niet of je het inmiddels beter snapt, en zo niet, waar dan nog steeds je begripsprobleem zit.

Wij verwachten dus eigenlijk reacties van jou in de trant van:

"aha, het is dus niet a, maar c, want............"(en dan vul jij de redenering in die je naar antwoord c brengt)

In het topic van het geluidsboxenprobleem vraag ik je om te beredeneren hoe die golven bij de microfoon moeten arriveren om elkaar volledig uit te doven. Reactie van jouw kant weer nulkommanul. Ik zie nog steeds niet of je het nou snapt of niet. En als ik je dan later met een vraag over licht zie afkomen die in wezen over precies hetzelfde probleem gaat, dan is mijn conclusie wéér dat je het nog niet begrijpt.

We hebben intussen dus al een twintigtal of meer opgaven hier staan waar jij, voorzover wij kunnen zien, niets mee opgeschoten bent. Jij zegt dat het je helpt, ik zet daar tot heden grote vraagtekens bij.

Rond alles wat er al staat nou eens eerst af, beginnend bij de eerste/oudste. En met afronden bedoel ik dat JIJ de redenering tot en met het antwoord laat zien. Want anders schiet JIJ er niks mee op, en doen WIJ dus werk voor niks.

Nou niet meer lullen, en laat zien die antwoorden.
ALS WIJ JE GEHOLPEN HEBBEN....
help ons dan eiwitten vouwen, en help mee ziekten als kanker en zo te bestrijden in de vrije tijd van je chip...
http://www.wetenscha...showtopic=59270

#7

Stef31

    Stef31


  • >250 berichten
  • 609 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 04 augustus 2006 - 10:47

Beste

Stel dat het licht onder een hoek van 60° op een vlak stuk glas invalt. Als de brekingsindex 1.50 van het glas is.

Gevraagd:
======

a) Hoeveel bedraagt dan de brekingshoek in het glas?
b) Onder welke hoek verlaat de straal het glas weer?

Oplossing:
======

Ik heb een tekening gemaakt om zo duidelijk te zien wat er gebeurt met de brekingshoeken.

eerste laag is lucht met n1 = 1
tweede laag is glas met n2 = 1.50
derde laag is lucht met n3 = 1

Ik heb de brekingswetten toegepast:

n = sin i / sin r = sin i' / sin r' = 1 / n'

a) 1.50 = sin 60° / sin r

sin r = sin 60° / 1.50

r = arcsin = 35,26°

b) Ik denk dat ze hier toch de brekingshoek bedoelen van glas naar lucht.

n2 naar n3 ==> 1.50 naar 1.00 ==> 2/3

dan heb ik geredeneerd als volgt sin r (glas) = sin (2/3) = 41.28°

Kan je eens nagaan want ben niet te zeker van punt b hier

#8

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44871 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 04 augustus 2006 - 11:23

Geplaatste afbeelding

Als je die brekingswetten goed toepast moet het er zo uit komen te zien: De uittredende straal loopt evenwijdig aan de inkomende. Je berekeningen met de wetten van Snellius moeten daar ook op uitdraaien.

Je hoeken bereken je steeds als hoeken tussen de lichtstraal en de normaal. De normalen zijn die grijze lijntjes loodrecht op het brekingsoppervlak.

dan heb ik geredeneerd als volgt sin r (glas) = sin (2/3) = 41.28°  

Kan je eens nagaan want ben niet te zeker van punt b hier

Dat komt omdat je die wet van Snellius niet netjes toepast
n1.sin(hoek 1)= n2.sin(hoek 2)

bij a) gaat dat toevallig goed, omdat de brekingsindex van lucht 1 is.

maar deze formule had je beter kunnen opzetten als:

a) 1.50 = sin 60° / sin r

a) 1.50 = 1,00*sin 60° / sin r


n 1 is hier de brekingsindex van medium 1, glas, dus 1,50.
n2 is hier de brekingsindex van medium 2, lucht, dus 1,00.

de hoek waarmee de straal door het glas gaat had je eerder uitgerekend,

n1.sin(hoek 1)= n2.sin(hoek 2)
1,50*sin(35,26)=1,00*sin(x)
en als je dit uitrekent zou x 60 graden moeten zijn.
ALS WIJ JE GEHOLPEN HEBBEN....
help ons dan eiwitten vouwen, en help mee ziekten als kanker en zo te bestrijden in de vrije tijd van je chip...
http://www.wetenscha...showtopic=59270

#9

Stef31

    Stef31


  • >250 berichten
  • 609 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 04 augustus 2006 - 12:01

Bedankt voor die tekening vooral want zo heb ik het begrepen en kom inderdaad 60° uit voor deze hoek in het gevraagde b

#10

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44871 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 04 augustus 2006 - 12:08

je pakte sin(2/3) ipv 2/3.sin.....

systematisch te werk gaan dus.
ALS WIJ JE GEHOLPEN HEBBEN....
help ons dan eiwitten vouwen, en help mee ziekten als kanker en zo te bestrijden in de vrije tijd van je chip...
http://www.wetenscha...showtopic=59270

#11

Morzon

    Morzon


  • >1k berichten
  • 2002 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 04 augustus 2006 - 19:19

Geachte docent Van de velde,

Ik heb enkele oefeningen die ik probeer op te lossen maar ik geraak er geen stap verder dan mijn kop breken uit die moeilijkste oefeningen. Wat is vooral de oplossingsmethode en hoe los je die op, hoef geen uitwerkingen enkel een methode dus hoe.

Oefening 4-5
========
Stel we willen op glas met een brekingsindex n = 1.50 een optische coating aanbrengen van MgF2, een materiaal dat een brekingsindex n = 1.38 heeft, met de bedoeling daarmee golflengten rond 550 mm zoveel mogelijk te elimineren.

Gevraagd :
Hoe dik moet onze coating worden, aangenomen dat het licht loodrecht invalt?

ik ben geen docent:(

vraag 4 en 5:

een optische coating van MgF2. Doel van de coating is wegwerven van de velste licht (geel) met de golflengte 550 nm.
dat wil zeggen dat de stralen destructief moeten interferenen. (kijk nu heb je eigenlijk een tekening nodig).
de straal die op de coating valt wordt deelst teruggekaatst en deel doorgelaten. De straal die wordt doorgelaten wordt dan weer teruggekaatst door het glas. (de percentage doorgelaten straal door het glas mag je verwaarlozen) zo heb je dus 2 stralen die destructief moeten interferen zodat je die velle gele kleur niet meer ziet.
hoe reken je uit?
ten eerste ondergaat het licht die teryggekaatst wordt door het glas een faseverschouving van pi (180 graden) en het teruggekaatste licht door de coating ook. algemeen geldt: als het materiaal waardoor een lichtbundel wordt teruggekaatst een hogere brekingsindex heeft dan het materiaal waarin het licht zich voortplant, ondergaat het licht een faseverandering van 180 graden.


wanneer interfereert iets constructief en wanneer destructief:
constructiefe interferentie: als de weglengteverschil geheel aantal golflengtes bedraagt. (dus de toppen van de golffunctie (want licht wordt met golffunctie beschreven) komen op de zelfde plaats.) formule vorm: 2tn=m :)
voor desstructief geldt: 2tn=(m+1/2) :)


twee keer faseverschuiving, dus eigenlijk geen faseverschuiving. (was er maar 1 keer faseverschuiving dan goldt de formule voor destructief interferentie als constructief interferentie, en andersom.)

uiteindelijk:

2tn=(m+1/2) :) waarbij t = dikte (thickness) , n=1.38

t= ;)/(4n) = 99.6 nm

2tn is dus de weglengteverschil van die twee stralen. je zal zien waarom als de situaties ff tekent.

nu begrijp ik wat Jan bedoelde met : maak een tekening van de situatie.
als je dat doet en hier post kan ik en anderen je verder helpen. want zoals het nu is weet ik niet wat ik allemaal moet uitleggen, dus leg ik heel wat overbodige dingen uit. En als ik dan ook nog een tekening moet maken dan ben ik echt heel lang bezig.

enuh jan IK HEB MIJN TOETS makkelijk gehaald:P (al een tijdje geleden maarja)

#12

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44871 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 04 augustus 2006 - 20:36

Geplaatste afbeelding

Zo'n tekeningetje bijvoorbeeld? uit:
http://en.wikipedia....Optical_coating

met bijbehorende verklarende tekst.
ALS WIJ JE GEHOLPEN HEBBEN....
help ons dan eiwitten vouwen, en help mee ziekten als kanker en zo te bestrijden in de vrije tijd van je chip...
http://www.wetenscha...showtopic=59270





0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures