Fysik

Laserlys mod spejl eksamens opgave

13. maj 2017 af cuscuc (Slettet) - Niveau: A-niveau

Hej, jeg er i færd med at læse til Fysik A eksamen, under min forberedelse har jeg stødt på følgende opgave...

http://imgur.com/a/m65zB 

opgave a og b løser jeg uden problemer, men da jeg når til c regner jeg kraften ud med følgende formel:

P=F*c                hvor c er lysets hastighed.

ifølge undervisnings ministeriet og er retteark jeg har fundet, er dette forkert, der står at jeg skal bruge formlen.

Δp=F*Δt

i sammenhængen

F=(p_foton*n_fotoner*2)/t                     hvor n er antal fotoner udregnet i opgave b.

problemet ligger i at jeg ikke forstår at der ganges med 2. der er tale om kraften på spejlet, så ser godt at fotonerne reflekteres tilbage, men ikke hvorfor det resulterer i en faktor to. (desuden giver P=F*c*2  samme facit som F=(p_foton*n_fotoner*2)/t , så forstår ikke hvorfor undervisniings ministeriet siger at metoden er forkert)

er der noget det kan forklare dette for mig? det ville være en stor hjælp!!

svarark: http://www.szymanskispil.dk/MatFys%20fysikAMoerkeblaa.pdf

undervisnig ministeriets evaluering af prøven: https://www.google.dk/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=1&cad=rja&uact=8&ved=0ahUKEwiq1fnBj-3TAhXGOhQKHT2tCaEQFggoMAA&url=http%3A%2F%2Fuvm.dk%2F-%2Fmedia%2Ffiler%2Fuvm%2Fudd%2Fgym%2Fpdf08%2Feksamen%2Fevaluering%2F081002-evaluering-fysika-stx-maj2008.pdf&usg=AFQjCNFQ7NJSDR9XYaBYXO4RP5SgoBW0wg&sig2=YHcc_kZXu2vMEe9j6ALqyA


Brugbart svar (0)

Svar #1
13. maj 2017 af mathon


Brugbart svar (0)

Svar #2
14. maj 2017 af Eksperimentalfysikeren

Reflektionen af en foton kan tænkes opdelt i to dele: 1) fotonen standses af spejlet og afgiver sin impuls Pp til spejlet, og 2) fotonen genudsendes fra spejlet og får tildelt en impuls -Pp, hvorved spejlet som reaktion igen får impulsen Pp, ialt 2Pp.


Brugbart svar (0)

Svar #3
14. maj 2017 af Number42 (Slettet)

p = h f/c

E = h f

p = E/c

Du kender E= W * t og c og du skal gange med 2

pt = 2 W/c*t og F = 2 W/c = 1/3 *108 =  0,333 10-8  N


Brugbart svar (0)

Svar #4
14. maj 2017 af Number42 (Slettet)

Der var en ting til, det er spejlets reflektion. Polerede spejle reflekterer normalt ca 91% af lyset, men disse spejle reflekterer over 99,999% af lyset ved den bølgelængde der bruges. De er ellers transparente for synligt lys.

Det er derfor der skal ganges med to.

Brugbart svar (0)

Svar #5
15. maj 2017 af Number42 (Slettet)

Der var en anden ting, som jeg ikke ville nævne i forbindelse med løsning af opgaven, for ikke at forvirre.
LIGO laseren er på 200 W og reflekteres 3750 gange frem og tilbage for at forstærke følsomheden . Det svarer til en effekt på 750 KW som rammer spejlet.

Det er et meget følsomt instrument istandsat til at måle 1 tusinde del af diameteren på en britkerne. Det er jo er ret flot præstation når man tager bølgelængden i betragtning.

For at kunne det fjerner man kvantestøjen omkring lysbølgerne nulgennemgang, noget man skulle tro var umuligt.


https://www.ligo.caltech.edu/page/ligos-ifo


Skriv et svar til: Laserlys mod spejl eksamens opgave

Du skal være logget ind, for at skrive et svar til dette spørgsmål. Klik her for at logge ind.
Har du ikke en bruger på Studieportalen.dk? Klik her for at oprette en bruger.