Exam text content

 

 

FYS-1400 Optiikka Tentti 21.05.2015
Martti Kauranen

Sallitut apuvälineet: Konseptiarkin kokoinen (A3 tai 2xA4) itse tehty muistilappu

(palautetaan vastausten yhteydessä), laskin (voi olla myös ohjelmoitava), matemaattinen

kaavakokoelma (esim. MAOL).

I

Määrittele seuraavien termien tarkoitus mahdollisimman lyhyesti: a) Brewsterin kulma,
b) Poyntingin vektori, c) Kaukopiste, d) Kahtaistaittavuus, e) Ryhmänopeus, f) Etaloni.

Vastaa seuraaviin kysymyksiin lyhyesti, mutta täsmällisesti:

a) Avaruuteen laitetaan kappale, johon kohdistuu valopaineesta johtuva voima. Voima
halutaan mahdollisimman suureksi. Onko edullisempaa pinnoittaa kappale täysin
heijastavaksi, täysin absorboivaksi vai jotain näiden väliltä? Perustele vastauksesi.

b) Keplerin kaukoputken suurennus on 5x. Mitä tapahtuu kun kaukoputken läpi
katsotaan väärinpäin, ts. objektiivi on lähellä silmää?

c) Mihin kahteen tärkeään asiaan f-numero (ff) vaikuttaa optisten laitteiden

toiminnassa?

Yhdensuuntainen sädekimppu kohdistetaan
dielektriseen palloon, jonka säde on r.
Tavoitteena on, että pallon takapinnasta.
heijastunut — valo — palaisi = tarkalleen
alkuperäiseen suuntaan. Mikä on pallon

 

taitekertoimen oltava, että näin tapahtuisi,
kun ympäröivän aineen taitekerroin on 1? Arvioi lisäksi, kuinka suuri osa valoenergiasta
saadaan heijastettua takaisin, jos pallon takapinta on päällystetty täysin heijastavalla
aineella. Paraksiaalinen käsittely riittää.

Tarkastellaan valon sirontaa atomeista, joilla on yksi voimakas resonanssi
aallonpituudella 800 nm. Atomit voidaan kuvata yksinkertaisimman Lorentzin mallin
avulla. Atomeja valaistaan valolla, jonka polarisaatio on vakio, ja atomien sirottaman
valon irradianssi mitataan tiettyyn vakiosuuntaan. Laske sironneen valon irradianssien
suhde tulevan kentän aallonpituuksille 850 nm ja 500 nm.

Helium-neon-laserin aallonpituus on 632,8 nm. Säteen halkaisija on 2 mm ja
intensiteettijakauma tasainen. Kuinka suuressa tilassa sen avulla voidaan piirtää seinälle
merkkiristikko, jos vaadittava tarkkuus on 5 mm?

Muistathan antaa palautetta Kaiku-järjestelmän kautta saadaksesi opintosuorituksen.

Turn over for guestions in English.