Svolgi i seguenti esercizi sul quaderno mostrando, per i problemi, i passaggi e le formule usate. Per i quesiti a risposta multipla indica solo la lettera scelta, mentre per le domande vero/falso giustifica brevemente la tua risposta. Usa per i calcoli c = 3,00·10⁸ m/s e, salvo diverse indicazioni, n(aria) = 1,00.
- Quale delle seguenti affermazioni esprime correttamente la seconda legge della riflessione?
- A) L'angolo di incidenza è uguale all'angolo di rifrazione misurato rispetto alla superficie.
- B) L'angolo di incidenza è uguale all'angolo di riflessione, entrambi misurati rispetto alla normale alla superficie.
- C) Il raggio riflesso giace sempre lungo la superficie dello specchio.
- D) L'angolo di riflessione dipende dal colore della luce incidente.
- In una lente convergente la distanza focale f è negativa, perché i raggi paralleli all'asse divergono dopo averla attraversata.
- Vero / Falso
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L'indice di rifrazione di un mezzo è definito come il rapporto tra la velocità della luce nel vuoto e la sua velocità nel mezzo, cioè n = c/___.
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Associa ogni elemento ottico alla proprietà che lo caratterizza. | Colonna A | Colonna B | |---|---| | Specchio piano | Immagine sempre virtuale, diritta e rimpicciolita | | Specchio convesso | Immagine reale e capovolta | | Lente convergente con oggetto oltre il fuoco | Immagine virtuale, diritta e rimpicciolita | | Lente divergente | Dispersione della luce bianca nei colori dello spettro | | Prisma di vetro | Immagine virtuale, diritta e di uguale grandezza |
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Un raggio di luce monocromatica incide sulla superficie di separazione aria-acqua con un angolo di 40° rispetto alla normale. Sapendo che l'indice di rifrazione dell'acqua è n = 1,33, calcola l'angolo di rifrazione nell'acqua.
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La riflessione totale può avvenire quando la luce passa:
- A) Da un mezzo meno denso a uno più denso, con angolo qualsiasi.
- B) Da un mezzo più denso a uno meno denso, con angolo di incidenza superiore all'angolo critico.
- C) Solo nel vuoto, in assenza di interfacce.
- D) Quando i due mezzi hanno lo stesso indice di rifrazione.
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Determina l'angolo critico per la riflessione totale alla superficie di separazione tra vetro (n = 1,50) e aria (n = 1,00).
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Una lente divergente forma sempre, di un oggetto reale, un'immagine virtuale, diritta e più piccola dell'oggetto.
- Vero / Falso
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Per una lente sottile vale l'equazione dei punti coniugati 1/p + 1/q = 1/___, dove la grandezza al denominatore del secondo membro è la distanza focale.
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Una lente convergente ha distanza focale f = 20 cm. Un oggetto è posto a p = 30 cm dalla lente. Calcola la posizione q dell'immagine, l'ingrandimento lineare G e descrivi le caratteristiche dell'immagine.
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La potenza di una lente, misurata in diottrie, è uguale a:
- A) Il prodotto della distanza focale per la distanza dell'oggetto.
- B) L'inverso della distanza focale espressa in metri.
- C) L'inverso dell'ingrandimento lineare.
- D) Il rapporto fra raggio di curvatura e indice di rifrazione.
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Un occhialino correttivo ha lenti con potenza di +2,5 diottrie. Calcola la distanza focale in centimetri e indica se la lente è convergente o divergente, motivando la risposta.
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Spiega con parole tue perché una cannuccia immersa in un bicchiere d'acqua appare spezzata in corrispondenza della superficie del liquido.
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Descrivi il funzionamento di una fibra ottica spiegando quale fenomeno ottico permette il trasporto della luce su lunghe distanze e perché viene scelto un nucleo con indice di rifrazione maggiore rispetto al mantello.
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Un raggio di luce passa dall'aria a un mezzo trasparente sconosciuto con angolo di incidenza di 60° e angolo di rifrazione di 35°. Calcola l'indice di rifrazione del mezzo e ricava la velocità della luce al suo interno.