Algemene Natuurkunde II

Vakinformatie

Vervolgvak op Algemene natuurkunde I. Vanaf het academiejaar 2009-2010 gedoceerd door prof Wübbenhorst.(Let dus op, de oudere vragen komen van prof. Janssen) Het is geen jaarvak meer, enkel examen in januari dus. Het betreft een mondeling examen met schriftelijke voorbereiding.

Examenvragen

16 januari 2017

Theorie:

1. RLC-keten
2. Beschrijf de beweging van een geladen deeltje in een magnetisch veld, cyclotron en massaspectrometer

Oefeningen:

1. mica
2. water in condensator

18 januari 2016

Theorie:

1. Magnetisatie en magnetische suceptibiliteit
2. LASER

Oefeningen:

1. oef van condensator waarvan afstand tussen de platen met 20% verminderd wordt
2. oef van het mica plaatje met dikte tussen 6 en 7 micro meter

15 januari 2016 NM

Theorie:

1. Magnetisatie en magnetische suceptibiliteit
2. LASER

Oefeningen:

1. oef van condensator waarvan afstand tussen de platen met 20% verminderd wordt
2. oef van het mica plaatje met dikte tussen 6 en 7 micro meter

15 januari 2016 VM

Theorie:

1. laser
2. magnetisatie en magnetische susceptibiliteit

Oefeningen:

1. mica plaatje
2. RC keten V1, V2 en V3 bepalen plus tijd waarop V het gemiddelde is van 2&3

14 januari 2016

Theorie:

1. zuivere vs gedopeerde halfgeleiders (nog iets extra, we moesten nog een grafiek geven die in de slides staan maar niet in het boek: elektrische geleiding ifv temperatuur, maja dat was gewoon een bijvraag) + pn-junctie
2. Geef de wet van Biot Savart en pas dit toe op een oneindig lange stroomvoerende draad

Oefeningen:

1. 2 geleidende bolschillen met zelfde middelpunt, verschillende stralen (R1, R2, respectievelijk kleinste en grootste). Op de kleinste zit een lading q, op de grootste een lading -q. Bepaal het potentiaalverschil tussen R2 en R1. Bepaal ook de capaciteit van deze condensator.
2. er zijn twee verschillende stukken glas, met lengte l1 = 4 micrometer, l2 = 3,5 micrometer, n1 = 1,4, n2 = 1,6. Je stuurt er een lichtstraal door met golflengte lambda = 600 nm. Ze komen in dezelfde fase toe op de stukken glas, loodrecht, en gaan dan door naar een scherm. Wat is het faseverschil tussen de twee golven wanneer ze op het scherm komen?

(check oefeningen van examen 10 juni 2011)

11 januari 2016

Theorie:

1. Wet van Ampère (uitbreiding) en daarbij ook de B rond een gesloten kromme.
2. RLC uitleggen

Oefeningen:

1. Bol met bolschil errond en zo diffractie, door da scherm met 200 lijnen / mm en dan een vierkantje op het waarnemingsscherm. (welke golflengten gaan door da vierkantje?)

16 januari 2015

Theorie:

1. magnetisatie
2. LASER

Oefeningen:

1. RC-keten en V1,V2,V3 bepalen
2. mica

15 januari 2015

Theorie:

1. Wet van Ampère
2. RLC in serie

Oefeningen:

1. een bol en een bolschil, elektrisch veld en stralen gegeven en dan moest je de lading en de potentiaal aan het opp van de bol berekenen
2. spleet, berekenen welke golflengtes er in het vierkant vallen

12 januari 2015

Theorie:

1. zuivere vs gedopeerde halfgeleiders + pn-junctie
2. de wet van Biot-Savart en de oneindige rechte geleider afleiden.

Oefeningen:

1. bolvormige condensator (V + C berekenen)
2. lichtstralen van dezelfde golflengte die door 2 glasblokjes gaan, faseverschil berekenen.

26 januari 2015

Theorie:

1. Beschrijf de beweging van een geladen deeltje in een magnetisch veld, cyclotron en massaspectrometer
2. LRC-kring

Oefeningen:

1. Water in condensator
2. Micaplaatje

20 januari 2014 voormiddag

Theorie:

1. Magnetisatie en magnetische susceptibiliteit.
2. LASER

Oefeningen: exact zoals 10 juni 2013 (voormiddag)

14 januari 2014 voormiddag

Exact hetzelfde examen als 14 juni 2013. Zelfs de oefeningen waren dezelfde.

19 juni 2013 namiddag

Exact hetzelfde examen als 10 juni 2013 namiddag. Zelfs de oefeningen waren dezelfde

14 juni 2013 (zowel voor- als namiddag!)

Theorie:

1. Bespreek de beweging van een geladen deeltje in een magneetveld, plus uitleg cyclotron en massaspectrometer.
2. Bespreek de LRC kring

Oefeningen:

1. We weten van een micaplaatje dat het tussen de 6 en de 7 µm dik is. Om de dikte exact te bepalen gebruiken we de proef van Young, waarbij we het micaplaatje voor één van de spleten zetten (n=1,582). Er verschijnt een centraal maximum wanneer we golflengte 539 nm gebruiken. Wat is dus de precieze dikte van het micaplaatje?
2. De ruimte tussen de platen tussen een condensator wordt helemaal opgevuld met zuiver water. Het dipoolmoment van een watermolecule is 6.10x10-30Cm. Water heeft een dichtheid van 1.00g/cm³ en een molaire massa van 18g. De diëlektrische constante van water is 80. Het getal van Avogadro is 6.02x1023.
   • Veronderstel dat de condensator zodanig opgeladen zou kunnen worden dat alle elektrische dipolen perfect uitgelijnd zijn met het elektrisch veld. Wat zou dan de geïnduceerde oppervlakteladingsdichtheid aan het wateroppervlak zijn?
   • Veronderstel dat de condensator zodanig opgeladen wordt, dat die geïnduceerde oppervlakteladingsdichtheid één duizendste bedraagt van de hierboven berekende waarde. Hoe groot is dan het elektrisch veld in de condensator?

11 juni 2013 (zowel voor- als namiddag!)

Theorie:

1. Leg uit, wet van Ampère zowel tijds als niet tijdsafhankelijk.
2. Leg RLC kring uit

Oefeningen:

1. Gegeven een bol met een lading en daar rond een bolschil, samen zijn ze ongeladen maar elk apart bezitten ze een lading. Geef hiervoor de lading van de bol en zijn potentiaal aan zijn oppervlak. Gegeven zijn de stralen van de bollen en de grootte van het elektrische veld.
2. Golflengten tussen 400 en 700nm worden op een diffractierooster gestuurd met 200 lijnen/mm. Waarnemingsscherm staat op 0.3m. Op dit scherm is op een afstand van 0.05m een gat geknipt, een vierkant met zijden 0.01m. Welke golflengten zullen door dit gat vallen?

10 juni 2013 (namiddag)

Theorie:

1. Geef de wet van Biot Savart en pas dit toe op een oneindig lange stroomvoerende draad
2. Wat is een virtueel beeld? Kan je dat vormen met een vlakken spiegel? Holle spiegel? Bolle spiegel? Welke omstandigheden?

Oefeningen:

1. Dieje kubus (zie oude examenvragen)
2. Iets met een RLC kring met uitzonderlijke omstandigheden, R gegeven, wat is de capaciteit en de inductie in de kring. Uitzondelijke omstandighede dus da de amplitude van uw weerstand = amplitude zelfinductie = amplitude condensator = amplitude van de bron, en ge had ook een frequentie gegeven

10 juni 2013 (voormiddag)

Theorie:

1. Bespreek polarisatietechnieken (verstrooiing, dichroïsme etc...)
2. Magnetisatie & magnetische susceptibiliteit

Oefeningen:

1. Gegeven is een RC-kring met R=100 kOhm; C=9,40 µF; en V(bron)=15,0 V. Na lang wachten (de condensator eerst helemaal laten opladen) verminderen we de afstand tussen condensatorplaten met 20%, in verwaarloosbaar tijdsinterval.
   • Bereken potentiaalverschil over de condensator vlak voor (V1) en vlak na die verandering (V2)
   • Bereken het potentiaalverschil over de condensator op lange tijd na de verandering (V3).
   • Op welk tijdstip na de verandering zal de spanning over de weerstand gelijk zijn aan het gemiddelde van V2 en V3?
2. We weten van een micaplaatje dat het tussen de 6 en de 7 µm dik is. Om de dikte exact te bepalen gebruiken we de proef van Young, waarbij we het micaplaatje voor één van de spleten zetten (n=1,582). Er verschijnt een centraal maximum wanneer we golflengte 539 nm gebruiken. Wat is dus de precieze dikte van het micaplaatje?

12 juni 2012

Theorie:

1. Wet van Ampere bespreken voor stationaire en niet stationaire stromen
2. RLC kring bespreken

Oefeningen:

1. Er is een kubus gegeven met zijde a die in de oorsprong ligt van het xyz assenstelsel. Er is een elektrisch veld E_(=vector) = c*x*y*i_(i_ is de eenheidsvector) en c=844 N/(C*m^2). dit elektrisch veld is evenwijdig met de x-as. hoe groot moet zijde a zijn zodat de kubus 7nC bevat?
2. ?

11 juni 2012

Exact dezelfde vragen als 27 juni 2011. Zelfs de waarden bij de oefeningen waren hetzelfde.

27 juni 2011

Theorie:

1. Leg uit: magnetisatie en magnetische susceptibiliteit
2. Bespreek de werking van een LASER

Oefeningen:

1. Gegeven is een RC-kring met R=100 kOhm; C=9,40 µF; en V(bron)=15,0 V. Na lang wachten (de condensator eerst helemaal laten opladen) verminderen we de afstand tussen condensatorplaten met 20%, in verwaarloosbaar tijdsinterval. a) Bereken potentiaalverschil over de condensator vlak voor (V1) en vlak na die verandering (V2). b) Bereken het potentiaalverschil over de condensator op lange tijd na de verandering (V3). c) Op welk tijdstip na de verandering zal de spanning over de weerstand gelijk zijn aan het gemiddelde van V2 en V3?
2. We weten van een micaplaatje dat het tussen de 6 en de 7 µm dik is. Om de dikte exact te bepalen gebruiken we de proef van Young, waarbij we het micaplaatje voor één van de spleten zetten (n=1,582). Er verschijnt een centraal maximum wanneer we golflengte 539 nm gebruiken. Wat is dus de precieze dikte van het micaplaatje?

17 juni 2011

Theorie:

1. Bespreek de beweging van een geladen deeltje in een magneetveld, plus uitleg cyclotron en massaspectrometer.
2. Effectiefspanning uitleggen

14 juni 2011

Theorie:

1. Geef wet van Biot-Savart en leid af voor een oneindig lange stroomvoerende draad
2. Wat zijn mogelijke polarisatietoestanden van EM-straling? (geen polarisatietechnieken)

Oefeningen:

1. Een kring met een solenoïde met 35mH en een weerstand van 0,35 Ohm, aangesloten op een batterij van 12V. Wat is de magnetische energie die de batterij heeft na een lange tijd? Hoeveel vermogen moet het batterij dan nog leveren? Na hoeveel tijd is de energie half zo groot? Wa is dan het vermogen v.d. batterij en hoeveel procent vraagt het opwekken van magnetische arbeid dan?
2. Een tweespleten systeem met lambda = 500nm, d = 0,150mm en a = 30,0µm. Hoe vaak komen maxima voor? (enzovoort)

10 juni 2011 (voormiddag)

Theorie:

1. Wat is het verschil tussen een zuivere halfgeleider en een gedopeerde halfgeleider? geef uitleg over de pn-junctie.
2. Leg uit wat een virtueel beeld is. Is het mogelijk om dit van een reëel voorwerp te bekomen bij een vlakke/holle/bolle spiegel. Onder welke omstandigheden?

oefeningen:

1. Er is een kubus gegeven met zijde a die in de oorsprong ligt van het xyz assenstelsel. Er is een elektrisch veld E_(=vector) = c*x*y*i_(i_ is de eenheidsvector) en c=844 N/(C*m^2). dit elektrisch veld is evenwijdig met de x-as. hoe groot moet zijde a zijn zodat de kubus 7nC bevat?
2. Je hebt een wisselspanningskring gegeven met V0 = 30,0V; omega = 314rad/s; I0=620mA ;en v=V0sin(omega*t-pi/4) en i=-I0cos(omega*t-pi/4). In de kring zit alleen nog een element X.

• identificeer dit element volledig
• door welk ander element kan je dit vervangen zodat de stroomamplitude gelijk blijft(de fase mag verschillen) en identificeer dat element. Je moet er maar 1 geven maar er zijn er 2 mogelijk.

10 juni 2011 (namiddag)

Theorie:

1. Bespreek de RLC-keten waarop een wisselspanning is aangesloten
2. Wet van Ampère uitleggen (stationair en niet-stationair) Hij zegt er ook bij dat het gaat om het magneetveld rond een gesloten kromme, dus juiste formule vinden niet moeilijk

Oefeningen:

1. 2 geleidende bolschillen met zelfde middelpunt, verschillende stralen (R1, R2, respectievelijk kleinste en grootste). Op de kleinste zit een lading q, op de grootste een lading -q. Bepaal het potentiaalverschil tussen R2 en R1. Bepaal ook de capaciteit van deze condensator.
2. er zijn twee verschillende stukken glas, met lengte l1 = 4 micrometer, l2 = 3,5 micrometer, n1 = 1,4, n2 = 1,6. Je stuurt er een lichtstraal door met golflengte lambda = 600 nm. Ze komen in dezelfde fase toe op de stukken glas, loodrecht, en gaan dan door naar een scherm. Wat is het faseverschil tussen de twee golven wanneer ze op het scherm komen?

11 juni 2010

Theorie:

1. Bespreek de beweging van een geladen deeltje in een magneetveld, plus uitleg cyclotron en massaspectrometer.
2. Bespreek alle mogelijke polarisatie-toestanden van een EM-golf, manieren om polarisatie te bekomen niet beschrijven.

Oefeningen:

1. Men laadt een condensator met een capaciteit 17mF volledig op en men koppelt hem dan los van de bron. Hierna is er een arbeid van 18,5 joule nodig om een extra lading van 13 mC van de ene plaat van de condensator naar de andere over te brengen. Wat was de EMK van de bron?
2. Een spoel van 100 windingen wordt rond een cilinder gewikkeld met een doorsnede van 12 cm². De cilinder is van een middenstof met µr = 1. Er wordt een magneetveld aangelegd van 1,6 T dat in de tijd omwisselt van de ene naar de andere richting maar altijd evenwijdig loopt met de symmetrieas van de spoel. Een weerstand van 13 Ohm wordt op de spoel aangesloten. Geef de lading die door deze weerstand stroomt.

7 juni 2010 (Wübbenhorst dus)

Theorie:

1. RLC-keten met wisselspanning uitleggen
2. Wat is het verschil tussen een zuivere halfgeleider en een gedopeerde halfgeleider? geef uitleg over de pn-junctie.

Oefeningen:

1. over een solenoïde met een L en een R die verbonden zijn aan een batterij. L, R en V waren gegeven en men vroeg de energie van de spoel op t= oneindig en vermogen dat de batterij moest leven
2. ging over 2 stralen door glas met 2 verschillende n, met uiteindelijk de vraag: wat is het faseverschil van de 2 stralen aan het scherm achter het doorlopen van het glas?

22 augustus 2009

Theorie:

1. Bespreek Foucaultstromen
2. Effectiefspanning en effectiefstroom uitleggen

Oefeningen: (Iemand aub?)

17 augustus 2009

Theorie:

1. Leid een formule af voor de capaciteit van een vlakke en een cilindrische condensator
2. Bespreek ferromagnetisme

Oefeningen:

1. Een lading zit vast op een gegeven positie (x,y,z). Een andere lading beweegt van positie 1 (X1,Y1,Z1) naar 2 (X2,Y2,Z2). De ladingen zijn gegeven, de coordinaten ook. Hoeveel energie kost het om deze lading van positie 1 naar 2 te verplaatsen?
2. Een oefening analoog aan weerkaatsing aan een zeepbel, of iets dergelijks. Opgave weet ik niet meer goed. (Iemand?)

19 juni 2009

Theorie:

1. Vergelijk de gelijkstroom RC- en LR-kring.
2. Bespreek alle mogelijke polarisatietoestanden van EM-straling. Methoden om dit te bereiken hoeven niet besproken te worden.

Oefeningen:

1. We beschouwen een niet geleidende plaat van grote afmetingen. Op de ene zijde staat een positieve oppervlaktelading, op de andere zijde een negatieve (getallen gegeven uiteraard). Een proton wordt op 1mm afstand van de plaat vanuit rust losgelaten. Wat is de snelheid op 2 mm van de plaat?
2. Effectiefspanning berekenen adhv. een gegeven v(t)-curve.

Bestand:Driehoekspanning.gif

12 juni 2009

Theorie:

1. LASER.
2. Wederzijdse inductie en zelfinductie.

Oefeningen:

1. ?
2. ?

12 juni 2009

Theorie:

1. Geef de wet van Ampère voor stationaire stromen + voorbeeld. Leg uit welke aanpassing gedaan moet worden zodat deze wet ook geldig is voor tijdsafhankelijke stromen.
2. Leg uit hoe men oscillerende .. kunt krijgen in een LC-kring.

Oefeningen:

1. Een puntlading q bevindt zich op een afstand x op de middelloodlijn van een niet geleidende draad (2l) waar een homogeen verdeelde lading Q op zit. Wat is de kracht dat deze puntlading ondervindt?
2. Zender op hoogte 70m, lengte van 1km en een ontvanger op hoogte x. Wat is kleinste x waar een maximum van straling invalt. Houd rekening met de rechtstreekse stralen en de gereflecteerde stralen op water.

8 jun 2009

Theorie:

1. Leidt een formule af voor de capaciteit van een vlakke en een cilindrische condensator.
2. Wat wordt er bedoeld met magnetisatie? Leg uit: relatieve permeabileit en magnetische susceptibiteit.

Oefeningen:

1. Twee spoelen staan of vaste afstand van elkaar. Door de ene spoel loopt een stroom van 1A en de flux erdoor is 0.010Wb. Indien men nu een stroom van 2A door de tweede spoel stuurt, bedraagt de flux door de eerste spoel 0.012Wb.
   • Bereken de magnetische flux door de 2de spoel, gegeven dat de zelfinductie ervan gelijk is aan 0.003 (iets in die aard).
   • Bereken de wederzijdse inductiecoefficient.
   • Bereken de zelfinductie van de eerste spoel.
2. Een radiogolf zendmast in punt B staat op 20km afstand van huis H. De intensiteit in H wordt gegeven door een gekende I[sup]0[/sup]. Op 100m afstand van mast B bouwt men een 2de mast A, die een hoek <math>&\X\theta \widehat{B A H}</math> is 30° (geen idee hoeveel het juist was).
   • Bereken de intensiteit in H.

   Bestand:ANII-8.6.2009-oef2.png

8 jun 2009

Theorie:

1. Bespreek RC-filters.
2. Bespreek diffractie bij een oneindig lange spleet en (beknopt) bij een rechthoekige spleet.

Oefeningen:

1. Twee RC-kringen gegeven, constructie van vanalle condensatoren in serie en parallel; V en R gegeven bij de ene kring; stroom door beide spanningsbronnen is gelijk; bereken Vx en R van de andere kring.
2. Oneindig lange draad en in hetzelfde vlak evenwijdig ermee een vierkant. Bereken de wederzijdse inductiecoëfficiënt (afstand draad tot vierkant gegeven + lengte zijde vierkant).

16 jun 2008

Theorie:

1. Bespreek de beweging van een geladen deeltje in een magneetveld. Leg, bij wijze van voorbeeld, de werking uit van een massaspectrometer of van een cyclotron.
2. Bespreek de mogelijke polarisatietoestanden van em-straling (niet de methodes om tot polarisatie te komen)

Oefeningen:

1. Condensator ( C= 17 microF) wordt een een onbekende batterij geschakeld en volledig opgeladen. Dan losgekoppeld. Er is aan arbeid 18,5J nodig om een bijkomende lading van 13,0 mC van de ene plaat naar de andere te verplaatsen. Bepaal emk van de batterij.
2. spoel met 100 windingen wordt rond een metalen cilinder gewikkeld met een doorsnede van 12 cm² en mu r = 1. Er wordt een weerstand over de spoel geplaatste van 13 ohm. Er is een magneet veld die door de spoel loopt (parallel met de as). Dit magneetveld varieert gedurende een bepaalde tijd van 1,6T in de ene richting naar 1,6T in de andere richting. Hoeveel lading loopt er in die tijd door de weerstand.

16 jun 2008

Theorie:

1. Bespreek een geleider in elektrostatisch evenwicht.
2. Bespreek hoe men een oscillerende ... kan maken in een LC-kring. (LC-kring uitleggen dus)

Oefeningen:

1. 2 draden in tegengestelde stroomzin, stroom neemt lineair toe van 0 naar 100A in 7s, bereken emk in de lus tussen die draden
2. een ongepolariseerd licht kan worden opgedeeld in een deel gepolariseerd en een deel ongepolariseerd, intensiteiten mag je optellen, een polarisator wordt 360° gedraaid, men merkt dat op een bepaald punt de intensiteit 5 keer groter is, hoeveel procent is maakt de gepolariseerde golf uit?

13 jun 2008

Theorie:

1. Bespreek de begrippen magnetisatie en magnetische susceptibiliteit.
2. Bespreek de proef van Young.

Oefeningen:

1. iets met een geleidende bol en daarrond een geleidende bolschil en dan een elektrisch veld gegeven en zo de lading op de bol berekenen.
2. een kring gegeven met een X waarvan ge moet zeggen of het een condensator of weerstand of zelfinductie moet zijn, vergelijkingen van i en v gegeven. En dan ook nog zeggen of je de X kan vervangen door iets anders waardoor de amplitude hetzelfde blijft maar de i en v niet in fase zijn.

13 jun 2008

Theorie:

1. Wat is het verschil in elektrische geleiding bij zuivere halfgeleiders en gedopeerde halfgeleiders. Leg uit de werking van pn-junctie
2. Bespreek de LRC-keten

Oefeningen

1. LC keten
2. Fase verschil berekenen 2 gelijke golven die elk door een blokje gaan met andere lengte en brekingsindex

9 jun 2008

Theorie:

1. Bespreek wet Biot-Savart en gebruik om magneetveld rond oneindig lange draad met stroom af te leiden.
2. Leg uit wat een virtueel beeld is. Is het mogelijk om dit van een reëel voorwerp te bekomen bij een vlakke/holle/bolle spiegel. Onder welke omstandigheden?

Oefeningen:

1. De ruimte tussen een condensator is helemaal gevuld met water. Water heeft een dipoolmoment 6.10*10^-30 Cm. De molaire massa van water is 18. De dichtheid is 1g/cm^3. Water heeft een di-elektrische constante van 80.
   • bepaal de geïnduceerde oppervlakteladingsdichtheid wanneer alle dipolen zich volgens E uitlijnen.
   • stel dat de geïnduceerde oppervlakteladingsdichtheid 1/1000 is van die hierboven, wat is dan het elektrisch veld?
2. In een RLC-kring is de frequentie 1.73kHz. De amplitude van de spanning over de weerstand, de amplitude van de spanning over de condensator, de amplitude van de inductie en de amplitude van de bronspanning zijn allen gelijk. R = 700 ohm. Bepaal L en C.

15 jun 2007

Theorie:

1. Bespreek magnetisch moment + richting van magnetisch moment in magneetveld
2. Serie RLC keten bespreken

Oefeningen:

1. Stroom van 27A in begin, straal eerste cirkel R, straal tweede cirkel 2r, r = 0.1m, en bereken magnetische inductie in punt P. Draad overal even dik en overal even grote soortelijke weerstand
2. Tweede is kurkje drijft op water, hoe lang moet de naald zijn opdat het zichtbaar is boven water. Brekingsindex water=1.33, lucht=1 Afmetingen staan erbij.

12 jun 2007

Theorie:

1. Leg uit: elektrische stroom, stroomdichtheid en leid de wet van Ohm af.
2. De wet van Ampère afleiden voor stationaire stromen en vertellen wat ge aan de basisformule moet veranderen als de stromen tijdsafhankelijk worden.

Oefeningen

1. Berekenen hoeveel lading er door een weerstand gaat die aangesloten is op een geleidende lus die altijd maar kleiner en kleiner wordt. Loodrecht op de lus heerst er een magnetische inductie.
2. Een typisch optica-vraagstukje: je hebt een schilderijtje en wil dat vastleggen op een gevoelige plaat, met een bolle lens met brandpunt= + 5 cm. Hoe ver moet het schilderijtje van de lens en hoe ver moet de lens van de gevoelige plaat.