VINNANDE VETANDE - Svenska Fysikersamfundet

5. Skillnaden i optisk väglängd mellan de vågor som gått genom plexiglaset
och de som går genom luften är n ⋅ x − x = x ⋅ ( n −1)
där x är skivans
tjocklek och n dess brytningsindex. När signalen blir förstärkt har vi
x ⋅ ( n −1)=
p⋅ λ där p = 0, ± 1, ± 2…
och λ är våglängden.
Ur uppgiftens text har vi att λ = 3, 0 ⋅10 8 /9,3⋅10 9 [m]. Vid första
interferensmaximet är x = 0,05 m, vid andra 0,10 m. Detta ger att
brytningsindex n blir 1,65.
6. Månens diameter på bilden är cirka 28 mm. Med hjälp av till exempel en
passare kan man uppskatta jordskuggans diameter till cirka 80 mm. (Måtten
gäller originalbilden.)
Radien på jordens skugga upptar alltså i månplanet en synvinkel av
0,5°·(80 / 28) / 2 = 0,7°. Ur figuren nedan ser vi då att från månen sett,
upptar jordens radie en synvinkel av α = θ + φ = 0, 7 + 0,
25 ≈ 1 .
Förhållandet mellan månens avstånd till jorden och jordradien blir då
1 / tan 1° ≈ 60 .
Mätfelen är rätt stora och man kan uppskatta att värdet bör ligga mellan 55
och 65. Denna mätning av avståndet till månen utfördes redan av de gamla
grekerna.
7. a) Termosens totala area A = 0,102 m 2 . Energiförlusten per sekund blir då
P = 0,1⋅ A ⋅ σ ⋅ T 4 4 ( − T0 ) där σ är Stefan-Boltzmanns konstant, T
innertemperatur och T0 yttertemperatur.
Med insatta värden får man P = 6,9 J/s eller ungefär 7 W.
222