Nome Cognome Classe 2a CS 14 Nov 2015

Fisica: Esercitazioni

1. Un’asta alta 5 m e fissata perpendicolarmente al fondo di una piscina nella quale l’acqua rag-giunge la profondita di 3 m. In una certa ora del giorno la luce del Sole investe l’asta conraggi inclinati di 45◦ sull’orizzontale. Ricordando che l’indice di rifrazione dell’acqua e 1,33,determina la lunghezza dell’ombra dell’asta sul fondo della piscina.

(Soluzione: 3,883 m)

2. Un raggio laser incide sulla superficie liquida di un acquario con un angolo di incidenza di 45◦.Il raggio rifratto giunge sul fondo dell’acquario, incontra uno specchio disposto orizzontalmentee viene riflesso indietro sulla superficie passando nuovamente nell’aria. Calcola: (a) l’angolo δformato dal raggio emergente rispetto alla perpendicolare alla superficie liquida; (b) la distanzad fra i due punti in cui raggio emergente e raggio incidente attraversano la superficie dell’acqua.

(Soluzione: δ = 45◦; d = 18,8 cm)

3. Calcola l’angolo di dispersione del fascio di luce policromatico incidente sul prisma retto di vetrocrown a sezione triangolare con angoli tutti di (α = 60◦), per angoli di incidenza di 10◦. Usa gliindici di rifrazione riportati in tabella negli appunti.

(Soluzione: δ1 − δ2 = 1, 17◦)

4. Determina il cammino del raggio di luce A in una goccia d’acqua sferica, calcolando l’angolodi deviazione δ nel caso in cui I = 45◦. Determina, inoltre, la dispersione di un fascio di lucepolicromatica per i cui raggi l’indice di rifrazione della sfera varia fra 1,33 e 1,35.

(Soluzione: δ1,33 = 42, 51◦; δ1,35 = 39, 62◦)

5. Un fascio di fibre ottiche, formato da un insieme di sottilissime fibre di vetro flint (n1 = 1, 58),e circondato da un materiale caratterizzato da un indice di rifrazione n2 = 1, 31. Calcola conquale angolo deve arrivare un pennello luminoso affinche possa subire, penetrando nella fibra,una riflessione totale.

(Soluzione: i ≥ 56◦)

6. Considera un prisma di vetro avente per sezione un triangolo equilatero e indice di rifrazione paria 1,50. Qual e l’angolo minimo di incidenza affinche un raggio di luce che incide su una faccialaterale possa attraversare tutto il prisma senza subire internamente una riflessione totale?

(Soluzione: 28◦)

7. Uno strato di 3 cm di acqua e contenuto in un bicchiere di vetro il cui fondo e spesso 2 cm. Ilbicchiere e appoggiato su un giornale. Determina a quale profondita apparente viene localizzatauna lettera O del giornale da un osservatore che la guarda verticalmente attraverso il bicchiere.Supponi nvetro = 1, 5; nacqua = 1, 33.

(Soluzione: 3,59 cm)

8. Un prisma di vetro la cui sezione retta e un triangolo equilatero. Sapendo che l’indice dirifrazione relativo al passaggio di luce rossa dall’aria al vetro di cui il prisma e costituito vale1,5 calcolate:

(a) l’angolo di incidenza che un raggio deve presentare rispetto ad una delle facce, affinche ilraggio rifratto, incontrando l’altra, esca dal prisma con un angolo di rifrazione prossimo a 90◦;

(b) l’angolo di incidenza sulla prima faccia per il quale il rifratto, dopo aver subito la riflessionetotale sulla seconda, da luogo ad un raggio perpendicolare alla terza faccia.

(Soluzione: 27◦ 55′, 41◦ 48′)