Materjaliteaduse eksam Toronto Ülikoolis

Nagu juba mainitud, tegi vanem laps oma selle poolaasta viimase eksami paari päeva eest. Viis eksamit oli tal pooleteise nädala jooksul kusjuures keskmised kolm ühtejutti, kolm päeva järjest. Meil omal ajal pidi vähemalt üks päev vahet olema aga Toronto Ülikoolis kuuldavasti ei tohi olla rohkem kui 3 eksamit 2 päeva jooksul! Selline elukorraldus eeldab muidugi eelnevat õppimist lisaks võimele kontsentreeruda mitmele eri ainele samal ajal. Ühe eksami küsimustelehe võis plika enda kätte jätta. Mulle pakkus huvi kuidas nende eksamid välja näevad. Järgnevalt saate näha milline on teise kursuse materjaliteaduse eksam Toronto Ülikooli Mehhaanika teaduskonnas. Osasid termineid ei tea ja teisi ei mäleta enam, nii et vabandan ette kui tõlge just kõige selgem pole.

Materjaliteaduse eksam.

Kestus: 2.5 tundi, "D" tüüpi eksam, 100 punkti.
Abivahendid: 1 käsitsi kirjutatud A1 mõõdus "spikker-leht". Taskuarvuti.
Muud elektroonilised jubinad keelatud.

1.  a) Defineeri soojusjuhtivus ja kirjelda 2 erinevat tüüpi. Võrdle soojuspaisumise mehhanismi metallides, keraamilistes materjalides ja polümeerides rõhutades aatomistruktuuri ja soojuspaisumise koefitsendi suurusi. Too 2 näidet tööstuslikus kasutamises nende materjalide puhul. (12 punkti)
     b) Raudvarras läbimõõduga 13.015 mm ja mark 318 terasest plaat 13.000 mm auguga, temperatuuril +25C. Terasel soojuspaisumis koefitsent 16x10^-6, raual 11.8x10^-6. Mis temperatuuril muutuvad varda ja augu läbimõõdud võrdseks? (8 punkti)

2.  a) Kirjelda ja võrdle detailselt puhtaid ja legeeritud pooljuhte ning selgita p-n ja p-n-p siirete printsiipe kasutades graafikuid ja võrrandeid. (18 punkti)
     b) Arvuta galliumarseniidi GaAs elektronide ja aukude mobiilsused puhta ja p tüüpi legeeritud pooljuhina kui on ette antud sigma, n ja p väärtused. (12 punkti)                            
    GaAs Puhas                  Sigma = 1.0x10^-6    n = 7.0x10¹²    p = 7.0x10¹²
    GaAs Legeeritud (P)     Sigma = 2.2x10²     n = 2.0x10²⁰    p = 3.0x10²²

3.  a) Skeeme ja jooniseid kasutades defineeri mis on hüsterees ja kuidas saab seda mäluelemendina kasutada. Selgita erinevat tüüpi magnetmälude tööpõhimõtet ja too kaks näidet kasutamise kohta. (9 punkti)
     b) 500 keeruga 0.4m pikkuse traadiga mähises on voolutugevus 10 A. Eeldusel, et sulami 55%Fe45%Ni küllastusvoo tihedus on 1.60 Teslat ja ta saavutab küllastuse mähisesse paigutamisel arvuta magnetiseerumis küllastus. Vaakumi magnetiline läbivus on 1.257x10^-6 (6 punkti)

4.  a) Selgita kuidas valgus kandub edasi materjalides, mis põhjustab erinevaid värve ja kuidas värv sõltub sagedusjaotusest. (9 punkti)

     b) 30 mm paksu osaliselt läbipaistva materjali läbib 60% tavalisest valgusest, materjali refraktsiooni indeks on 1.75. Millise paksusega peaks olema materjal et seda läbiks 70% valgust, võta arvesse kõik peegelduskaod. (6 punkti)

5.  a) Kirjelda ja võrdle kolme erinevat kiududega tugevdatud komposiitmaterjali, võttes aluseks kidude pikkuse ja suuna, selgitustes kasuta jooniseid. Kirjelda eelpool nimetatud materjalide mehhaanilisi omadusi ja nimeta kaks erinevat kasutusala igaühe jaoks. Joonesta surve-pinge diagramm lisades juurde ka kõverad kiudude maatriksfaasi ja komposiitfaasi kirjeldamiseks. (12 punkti)

    b) Pidevate ja samasuunaliste kiududega tugevdatud komposiit materjali elastsusmoodul piki ja põiki suunas on vastavalt 19.7 GPa ja 3.66 GPa. Leia kiud ja maatriksfaasi elastsusmoodul kui kiudude mahuprotsent on 25%. (8 punkti)

Deja Vu:  Tüdruku lubatud abimaterjal,
äravahetamiseni sarnane minu omaaegsetega

Nagu näha on igal küsimusel teoreetiline ja arvutuslik osa. Meie eksameist erineb põhiliselt pikkuse (TPI's oli tavaliselt 3 või 4 küsimust) ja vormi poolest, siinne 100% kirjalik, õppejõuga vestluse osa puudub. Ühest küljest muidugi veidi objektiivsem nii, teisest küljest pole õppejõul kahtluse korral võimalik kontrollida kas üliõpilane sai asjast aru või pani tuimalt mehhaaniliselt teksti kirja või hoopiski spikerdas. Viimase kahe peale olevat pilud eriti osavad nagu on kuulda. Mehhaaniline õppimisvõime pidavat neil olema meeletu, samas arusaamisest jääb tihti vajaka. Ise olen mõelnud, et äkki tuleb see juba nende kirjaviisist, mis eeldab tuhandete märkide pähe tagumist samas kui meil piisab vähem kui kolmekümnest, lihtsalt peame neid hiljem kombineerima mõtet sisaldavaks tekstiks.

Selle eksami sai tüdruk 85%, mis on väga hea tulemus. Ülikool pidavat üritama hoida keskmist tulemust kusagil 70% piires. Miks nii, pole päris selge aga ma ei imestaks kui üheks põhjuseks oleks soov mitte liiga palju stipendiume välja maksta. Inseneri disaini eksami tegi ta 86% peale ja tõenäosusteooria ning statistika 77%-le. Linnaplaneerimise ja inseneri analüüsi eksami tulemusi pole veel kätte saanud. Kokkuvõttes leian, et igati tubli teine, paistab et loogika ja analüüsioskus on geenidega kaasa tulnud :)

Täna pühitsesime Toomapäeva ahjuprae ja keeksiga, homme jälle lastega suusamäele.