Svolgi con attenzione i seguenti 15 esercizi sui fenomeni della luce. Per i problemi numerici scrivi sempre i dati, la formula utilizzata e i passaggi; per le domande aperte argomenta in modo completo, citando esempi diversi da quelli visti in classe.
- Quale tra le seguenti grandezze NON cambia quando la luce passa dall'aria al vetro?
- A) La velocità di propagazione
- B) La lunghezza d'onda
- C) La frequenza
- D) La direzione del raggio incidente obliquo
- Nell'esperimento della doppia fenditura di Young le frange scure si formano dove le due onde arrivano in fase, sommando le loro ampiezze.
- Vero / Falso
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Si chiama ___ il fenomeno per cui la luce bianca, attraversando un prisma, si scompone nei colori dello spettro perché l'indice di rifrazione del vetro dipende dalla lunghezza d'onda.
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Associa ciascun fenomeno luminoso alla sua manifestazione tipica nella vita quotidiana. | Colonna A | Colonna B | |---|---| | Riflessione | Una cannuccia immersa nell'acqua che sembra spezzata | | Rifrazione | L'arcobaleno dopo un temporale estivo | | Dispersione | I colori cangianti sulla superficie incisa di un CD | | Diffrazione | La riduzione dei riflessi indossando occhiali da sole di qualità | | Polarizzazione | L'immagine del proprio volto nello specchio del bagno |
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Un raggio luminoso passa dall'aria (n_1 = 1,00) a un blocco di plexiglass con indice di rifrazione n_2 = 1,49. L'angolo di incidenza misurato rispetto alla normale è 40°. Calcola l'angolo di rifrazione all'interno del plexiglass.
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L'angolo limite per la riflessione totale si può osservare quando la luce passa:
- A) Da un mezzo meno rifrangente a uno più rifrangente
- B) Da un mezzo più rifrangente a uno meno rifrangente
- C) Sempre, indipendentemente dai mezzi coinvolti
- D) Solo nel vuoto
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Spiega in 4-6 righe perché un oggetto immerso in acqua, visto dall'esterno, appare più vicino alla superficie di quanto sia realmente.
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Calcola l'angolo limite per il passaggio di un raggio luminoso dall'acqua (n = 1,33) all'aria (n = 1,00).
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Un'onda luminosa si dice ___ quando le oscillazioni del suo campo elettrico avvengono tutte lungo una sola direzione perpendicolare alla propagazione.
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La diffrazione è tanto più evidente quanto più le dimensioni dell'apertura sono paragonabili alla lunghezza d'onda della luce.
- Vero / Falso
- Nella formula n = c/v che definisce l'indice di rifrazione, il simbolo v rappresenta:
- A) La velocità della luce nel vuoto
- B) La velocità della luce nel mezzo considerato
- C) La frequenza dell'onda luminosa
- D) La lunghezza d'onda nel vuoto
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Descrivi l'esperimento della doppia fenditura di Young indicando il dispositivo sperimentale, il risultato osservato sullo schermo e perché tale risultato costituisce una prova decisiva della natura ondulatoria della luce.
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In un esperimento di Young due fenditure distano d = 0,20 mm e lo schermo è posto a L = 1,5 m. Si osserva che la distanza tra due frange chiare consecutive è Δy = 4,5 mm. Determina la lunghezza d'onda della luce utilizzata.
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Spiega in modo chiaro la differenza tra riflessione speculare e riflessione diffusa, portando un esempio concreto per ciascun tipo.
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Perché il cielo durante il giorno appare azzurro mentre al tramonto può assumere colori rossastri e aranciati? Riferisci il fenomeno alla diffusione della luce solare nell'atmosfera e alla dipendenza dalla lunghezza d'onda.