Geschreven door studenten die geslaagd zijn Direct beschikbaar na je betaling Online lezen of als PDF Verkeerd document? Gratis ruilen 4,6 TrustPilot
logo-home
Tentamen (uitwerkingen)

Exam (elaborations) TEST BANK FOR Introduction to Optics 3rd Edition B

Beoordeling
-
Verkocht
-
Pagina's
166
Cijfer
A+
Geüpload op
10-02-2022
Geschreven in
2021/2022

Exam (elaborations) TEST BANK FOR Introduction to Optics 3rd Edition B λ = h p = h m v = 6 . 63 × 1 0− 3 4 J · s ( 0 . 05 kg) ( 20 m/ s) = 6 . 63 × 1 0− 3 4 m b) λ = h p = h 2 m E √ = 6. 63 × 1 0− 3 4 J · s [ ( 2 · 9. 1 1 × 1 0− 3 1 kg) (1 0 · 1 . 602 × 1 0− 1 9 J) ] 1 / 2 = 3 . 88 × 1 0− 1 0 m 1 -2 . P = Energy time = n h ν t = n h c tλ = 1 00

Meer zien Lees minder
Instelling
Vak

Voorbeeld van de inhoud

, C hapter 1 Nature of Light



h h 6. 63 × 1 0 − 3 4 J · s
1 -1 . a) λ = = = = 6. 63 × 1 0 − 3 4 m
p m v ( 0. 05 kg) ( 20 m/ s)
h h 6. 63 × 1 0 − 3 4 J · s
b) λ = =√ = = 3. 88 × 1 0 − 1 0 m
p 2 m E [ ( 2 · 9. 1 1 × 1 0 − 3 1 kg) ( 1 0 · 1 . 602 × 1 0 − 1 9 J) ]



 
Energy n h ν n h c 1 00 6. 63 × 1 0 − 3 4 J · s 3 × 1 0 8 m/s
1 -2 . P = = = = = 3. 62 × 1 0 − 1 7 W
time t tλ ( 1 s) ( 550 × 1 0 − 9 m)



1 -3. The energy of a photon is given by E = h ν = h c/ λ
 
6. 63 × 1 0 − 3 4 J · s 3 × 1 0 8 m/s  1 eV
At λ = 380 nm: E = = 5. 23 × 1 0 − 1 9 J = 3. 27 eV
380 × 1 0− 9 m  1 . 60 × 1 0− 1 9J
− 34
6. 63 × 1 0 J · s 3 × 1 0 m/s
8  1 eV
At λ = 770 nm: E = = 2. 58 × 1 0 − 1 9 J = 1 . 61 eV
770 × 1 0 m − 9 1 . 60 × 1 0 − 1 9 J



h hc hc h
1 -4. p = E/ c = m c 2 / c = m c = 2. 73 × 1 0 − 2 2 kg · m/s, λ= = = = = 2. 43 × 1 0 − 1 2 m
p E m c2 m c


 2  1 MeV
1 -5. Ev = 0 = m c 2 = 9. 1 09 × 1 0 − 3 1 kg 2. 998 × 1 0 8 m/ s = 8. 1 87 × 1 0 − 1 4 J = . 51 1 MeV
1 . 602 × 1 0 − 1 9 J


√ √
1 -6. c p = E 2 − m 2 c 4 , where E = EK + m c 2 = ( 1 + 0. 51 1 ) ) MeV. So c p = 1 . 51 1 2 − 0. 51 1 2 MeV
That is, c p = 1 . 422 MeV and p = 1 . 422 MeV/ c.


   
hc 6. 626 × 1 0 − 3 4 J · s 2. 998 × 1 0 8 m/ s 1 eV 1 Å 1 2, 400 
1 -7. λ = = = Å · eV
E E 1 . 602 × 1 0 − 1 9 J 1 0− 1 0 m E


!
1 h  − 1 /2 i    1
1 -8. EK = m c 2 p −1 = m c2 1 − v 2 / c2 − 1 ' m c 2 1 − ( − ) v 2 / c 2 − 1 = m v 2
1 − v 2 / c2 2




1

, 1 -9. The total energy of the proton is,
 −19

9 1 . 60 × 1 0 J  2
E = EK + m p c = 2 × 1 0
2
+ 1 . 67 × 1 0 − 2 7 kg 3. 00 × 1 0 8 m/s = 4. 71 × 1 0 − 1 0 J
1 eV
q h 2 2  2 i − 1 /2
E 2 − m 2p c 4 4. 71 × 1 0 − 1 0 J − 1 . 67 × 1 0 − 2 7 kg 3. 00 × 1 0 8 m
a) p = =
c 3. 00 × 1 0 8 m/ s
p = 1 . 49 × 1 0 − 1 8 kg · m/ s
 
b) λ = h/ p = 6. 63 × 1 0 − 3 4 J · s / 1 . 49 × 1 0 − 1 8 kg · m/ s = 4. 45 × 1 0 − 1 6 m
  
c) λ p h ot on = h c/ E = 6. 63 × 1 0 − 3 4 J · s 3. 00 × 1 0 8 m/s / 4. 71 × 1 0 − 1 0 = 4. 22 × 1 0 − 1 6 m


 
Energy Energy 1 000 W/m 2 1 0 − 4 m 2
1 -1 0. n ph ot on s = = = = 2. 77 × 1 0 1 7
hν h c/ λ ( 6. 63 × 1 0 − 3 4 J) ( 3. 00 × 1 0 8 m/ s) / ( 550 × 1 0 − 9 m)


n 1 E e / h ν 1 Ee λ 1 / h c λ 1
1 -1 1 . = = =
n 2 E e / h ν 2 Ee λ 2 / h c λ 2


1 -1 2 . The wavelength range is 380 nm to 770 nm. The corresponding frequencies are

c 3. 00 × 1 0 8 m/ s c 3. 00 × 1 0 8 m/s
ν7 7 0 = = = 3. 89 × 1 0 1 4 Hz ν3 8 0 = = = 7. 89 × 1 0 1 4 Hz
λ 770 × 1 0 m
− 9 λ 380 × 1 0 − 9 m

 
1 -1 3. The wavelength of the radio waves is λ = c/ ν = 3. 00 × 1 0 8 m/s / 1 00 × 1 0 6 Hz = 3 m. The length of the
half wave antenna is then λ/ 2 = 1 . 5 m.
 
1 -1 4. The wavelength is λ = c/ ν = 3. 0 × 1 0 8 m/ s / 90 × 1 0 6 Hz = 3. 33 m. The length of each of the rods is then
λ/ 4 = 0. 83 m.
 
1 -1 5. a) t = D l / c = ( 90 × 1 0 . 0 × 1 0 8 s = 3. 0 × 1 0 − 4 s. b) D s = v s t = ( 340 ) 3. 0 × 1 0 − 4 m = 0. 1 0 m

Φe 500 W Φ 500 W
1 -1 6. a) Ie = = = 39. 8 W/ sr b) Me = e = = 1 0 6 W/ m 2
∆ω 4 π sr A 5 × 1 0 − 4 m2
Φ Φe 500 W 
c) Ee = e = 2
= 2 = 9. 95 W/m 2 e) Φ e = Ee A = 9. 95 W/ m 2 π ( 0. 025 m) 2 = . 01 95 W
A 4πr 4 π( 2 m)

1 -1 7. a) The half angle divergence θ can be found from the relation

r sp ot 0. 0025 m
tan( θ ) ≈ θ = = = 1 . 67 × 1 0 − 4 rad = . 0096 ◦
L ro om 15 m

2
A sp ot π r2 π ( 0. 0025 m)
b) The solid angle is ∆ ω = 2 = 2 s p ot = 2 = 8. 73 × 1 0 − 8 sr.
L ro om L ro om ( 1 5 m)
Φe Φe 0. 001 5 W
c) The irradiance on the wall is Ee = = 2 = = 76. 4 W/m 2 .
A s p ot π r sp ot π ( 0. 0025 m) 2
d) The radiance is ( approximating differentials as increments)

Φe 0. 001 5 W W
Le ≈ =  = 8. 75 × 1 0 1 0 2
∆ω ∆A laser cosθ ( 8. 73 × 1 0 sr) π ( 0. 00025 m) cos( 0)
− 8 2 m · sr



2

, C hapter 2 G eometrical O ptics

P P
d op ni xi
2 -1 . t = = i
c c
2 -2 . Referring to Figure 2 1 2 and with lengths in cm,
 1 /2   1/2
n0 x2 + y2 + n i y 2 + s o + s i − x) 2 = no s o + ni s i
 1 /2  
2 1 /2
( 1 ) x2 + y2 + 1 . 5 y 2 + ( 30 − x) = 20 + 1 . 5 ( 1 0) = 35
    1 /2  2
2. 25 y 2 + ( 30 − x) 2 = 35 − x 2 + y 2
  1 /2
1 . 25 x 2 + y 2 + 70 x 2 + y 2 − 1 35 x + 800 = 0

Using a calculator to guess and check or using a computer algebra system, ( like the free program Maxima,
for example) one can numerically solve this equation for x for given y values. Doing so results in,
x ( cm) 20 20. 2 2 0. 4 20. 8 21 . 6 22. 4 2 3. 2 2 4. 0 24. 8 2 5. 6 2 6. 4 2 7. 2
y ( cm) 0 ± 1 . 0 ± 1 . 40 ± 1 . 96 ± 2. 69 ± 3. 2 0 ± 3. 58 ± 3. 85 ± 4. 04 ± 4. 1 4 ± 4. 1 8 ± 4. 1 3


2 -3. Refer to the figure for the relevant parameters.


d = d 0 = 30 2 + 2. 5 2 = 30. 1 04 cm d
t
d0
Fermat: d + d 0 = s + s 0 − t + m t
d + d0 = s + s 0 + t ( m − 1 )
2 ( 30. 1 0399) = 60 = t ( 1 . 52 − 1 )
t = 4 mm
s 0 = 3 0 cm s 0 = 30 cm
n = 1 . 52


2 -4. See the figure below. Let the height of the person be h = h 1 + h 2 .

h1 The person must be able to see the top of
2
h1
his head and the bottom of his feet. From
the figure it is evident that the mirror
height is:

mirror h m irror = h − h − h = h/ 2
h2

h2 The mirror must be half the height of the
2 person. So for a person of height six ft
person, the mirror must be 3 ft high.


2 -5. Refer to the figure.

45 ◦
Top

At Top: ( 1 ) sin 45 = 2 sin θ 0 ⇒ θ 0 = 30
30 ◦ √ √
At Side: 2 sin 60 ◦ = ( 1 ) sin θ 0 , sin θ 0 = 1 . 5 > 1
Side Thus total internal reflection occurs.
60◦
At Bottom: reverse of Top: θ 0 = 45 ◦

45◦
Bottom




3

Geschreven voor

Instelling
Studie
Vak

Documentinformatie

Geüpload op
10 februari 2022
Aantal pagina's
166
Geschreven in
2021/2022
Type
Tentamen (uitwerkingen)
Bevat
Vragen en antwoorden

Onderwerpen

$10.74
Krijg toegang tot het volledige document:

Verkeerd document? Gratis ruilen Binnen 14 dagen na aankoop en voor het downloaden kun je een ander document kiezen. Je kunt het bedrag gewoon opnieuw besteden.
Geschreven door studenten die geslaagd zijn
Direct beschikbaar na je betaling
Online lezen of als PDF

Maak kennis met de verkoper
Seller avatar
COURSEHERO2

Maak kennis met de verkoper

Seller avatar
COURSEHERO2 Maastricht University
Volgen Je moet ingelogd zijn om studenten of vakken te kunnen volgen
Verkocht
5
Lid sinds
4 jaar
Aantal volgers
2
Documenten
81
Laatst verkocht
3 maanden geleden

0.0

0 beoordelingen

5
0
4
0
3
0
2
0
1
0

Recent door jou bekeken

Waarom studenten kiezen voor Stuvia

Gemaakt door medestudenten, geverifieerd door reviews

Kwaliteit die je kunt vertrouwen: geschreven door studenten die slaagden en beoordeeld door anderen die dit document gebruikten.

Niet tevreden? Kies een ander document

Geen zorgen! Je kunt voor hetzelfde geld direct een ander document kiezen dat beter past bij wat je zoekt.

Betaal zoals je wilt, start meteen met leren

Geen abonnement, geen verplichtingen. Betaal zoals je gewend bent via iDeal of creditcard en download je PDF-document meteen.

Student with book image

“Gekocht, gedownload en geslaagd. Zo makkelijk kan het dus zijn.”

Alisha Student

Bezig met je bronvermelding?

Maak nauwkeurige citaten in APA, MLA en Harvard met onze gratis bronnengenerator.

Bezig met je bronvermelding?

Veelgestelde vragen