Tentamen Optica en Optisch Waarnemen
Datum en tijd: maandag 26 maart 2018, 8:45 – 11:30, zalen S623, S631, S655
Docenten: Prof. Dr. T.D. Visser en Dr. S. Witte
Er zijn 4 open vragen met elk 5 onderdelen (in totaal 20 onderdelen). Elk onderdeel levert evenveel
punten op. Geef altijd een motivatie voor je antwoord. Het is toegestaan om een enkel A4-tje met
handgeschreven formules te gebruiken. Rekenmachines zijn niet toegestaan.
1. Context
(a) Noem drie argumenten die aantonen dat licht een stralenkarakter heeft.
(b) Wat is het verschil tussen een reëel brandpunt en een virtueel brandpunt?
(c) Wat is het verschil tussen Fourier diffractie en Fresnel diffractie? Formules zijn niet nodig, een
kwalitatieve beschrijving volstaat.
(d) Wat is het verschil tussen fasesnelheid en groepssnelheid?
(e) Wat is het verschil tussen sferische aberratie en chromatische aberratie?
2. Licht in transparante media
Een lichtgolf met een golflengte van 500 nm valt
op de zijkant van een prisma, bestaand uit een θ
transparant materiaal met brekingsindex n =
1.50. Het pad dat de golf volgt is getekend met
een zwarte lijn in de figuur rechts.
a) Wat is de golflengte van het licht binnenin het prisma?
b) Neem aan dat het materiaal waarvan het prisma gemaakt is normale dispersie heeft. Teken bij
benadering het pad dat een lichtgolf met een golflengte 𝜆 = 600 nm zou afleggen door het prisma
t.o.v. het pad van de lichtgolf met 𝜆 = 500 nm.
c) De lichtgolf propageert door het prisma, en raakt een glas-lucht grensvlak onder een hoek 𝜃. Kan
er in deze situatie totale interne reflectie optreden? Leg uit waarom (niet), en geef een uitdrukking
voor de hoek waaronder totale interne reflectie optreedt.
d) Stel nu dat er een tweede prisma op een afstand van 300 nm van het grensvlak wordt gezet (zoals
aangegeven in de figuur). Als er totale interne reflectie plaatsvindt in het eerste prisma, propageert
er dan nog licht door het tweede prisma? Waarom (niet)?
e) Stel dat de inkomende lichtgolf lineair gepolariseerd is onder een hoek van 45 graden ten opzichte
van het vlak van inval (plane of incidence). Heeft de golf na propagatie door het prisma een andere
polarisatie? Motiveer je antwoord.
Datum en tijd: maandag 26 maart 2018, 8:45 – 11:30, zalen S623, S631, S655
Docenten: Prof. Dr. T.D. Visser en Dr. S. Witte
Er zijn 4 open vragen met elk 5 onderdelen (in totaal 20 onderdelen). Elk onderdeel levert evenveel
punten op. Geef altijd een motivatie voor je antwoord. Het is toegestaan om een enkel A4-tje met
handgeschreven formules te gebruiken. Rekenmachines zijn niet toegestaan.
1. Context
(a) Noem drie argumenten die aantonen dat licht een stralenkarakter heeft.
(b) Wat is het verschil tussen een reëel brandpunt en een virtueel brandpunt?
(c) Wat is het verschil tussen Fourier diffractie en Fresnel diffractie? Formules zijn niet nodig, een
kwalitatieve beschrijving volstaat.
(d) Wat is het verschil tussen fasesnelheid en groepssnelheid?
(e) Wat is het verschil tussen sferische aberratie en chromatische aberratie?
2. Licht in transparante media
Een lichtgolf met een golflengte van 500 nm valt
op de zijkant van een prisma, bestaand uit een θ
transparant materiaal met brekingsindex n =
1.50. Het pad dat de golf volgt is getekend met
een zwarte lijn in de figuur rechts.
a) Wat is de golflengte van het licht binnenin het prisma?
b) Neem aan dat het materiaal waarvan het prisma gemaakt is normale dispersie heeft. Teken bij
benadering het pad dat een lichtgolf met een golflengte 𝜆 = 600 nm zou afleggen door het prisma
t.o.v. het pad van de lichtgolf met 𝜆 = 500 nm.
c) De lichtgolf propageert door het prisma, en raakt een glas-lucht grensvlak onder een hoek 𝜃. Kan
er in deze situatie totale interne reflectie optreden? Leg uit waarom (niet), en geef een uitdrukking
voor de hoek waaronder totale interne reflectie optreedt.
d) Stel nu dat er een tweede prisma op een afstand van 300 nm van het grensvlak wordt gezet (zoals
aangegeven in de figuur). Als er totale interne reflectie plaatsvindt in het eerste prisma, propageert
er dan nog licht door het tweede prisma? Waarom (niet)?
e) Stel dat de inkomende lichtgolf lineair gepolariseerd is onder een hoek van 45 graden ten opzichte
van het vlak van inval (plane of incidence). Heeft de golf na propagatie door het prisma een andere
polarisatie? Motiveer je antwoord.
