Svolgi i seguenti esercizi sull'ottica geometrica utilizzando le leggi della riflessione e della rifrazione, l'equazione dei punti coniugati per specchi sferici e lenti sottili e la definizione di ingrandimento. Quando richiesto, disegna lo schema con raggi, normale e fuochi e giustifica i passaggi. Usa $g = 9,81 , m/s^2$ solo se necessario; per l'aria assumi $n=1,00$ salvo diversa indicazione.
- Un raggio luminoso colpisce uno specchio piano formando con la superficie un angolo di $30°$. Quanto vale l'angolo di riflessione misurato rispetto alla normale?
- A) $30°$
- B) $60°$
- C) $90°$
- D) $45°$
- In uno specchio sferico convesso l'immagine di un oggetto reale è sempre virtuale, diritta e rimpicciolita.
- Vero / Falso
- Quando la luce passa dall'aria al vetro, l'angolo di rifrazione è sempre maggiore dell'angolo di incidenza.
- Vero / Falso
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La legge di Snell si scrive nella forma $n_1 \sin(\theta_1) = n_2 \sin(\theta_2)$, dove gli angoli sono misurati rispetto alla ___ alla superficie nel punto di incidenza.
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Per una lente sottile vale l'equazione dei punti coniugati $1/p + 1/q = 1/f$; per una lente divergente la distanza focale $f$ è ___.
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Associa ogni elemento ottico alla caratteristica corretta dell'immagine di un oggetto reale posto oltre il centro di curvatura (per specchi) o oltre il doppio della focale (per lenti). | Colonna A | Colonna B | |---|---| | Specchio piano | Reale, capovolta, rimpicciolita | | Specchio concavo | Virtuale, diritta, rimpicciolita | | Specchio convesso | Reale, capovolta, rimpicciolita | | Lente convergente | Virtuale, diritta, rimpicciolita | | Lente divergente | Virtuale, diritta, stessa dimensione |
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L'indice di rifrazione assoluto di un mezzo trasparente è definito come:
- A) Il rapporto tra la velocità della luce nel mezzo e quella nel vuoto
- B) Il rapporto tra la velocità della luce nel vuoto e quella nel mezzo
- C) Il prodotto tra la velocità della luce nel vuoto e quella nel mezzo
- D) La differenza tra le due velocità
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Un raggio di luce passa dall'acqua ($n_1=1,33$) al diamante ($n_2=2,42$) con angolo di incidenza di $25°$. Calcola l'angolo di rifrazione e indica se il raggio si avvicina o si allontana dalla normale.
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Un oggetto alto 5 cm è posto a 24 cm da una lente convergente con distanza focale $f=8$ cm. Determina posizione, natura, altezza e orientamento dell'immagine.
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Calcola l'angolo limite per la riflessione totale alla superficie di separazione tra vetro ($n=1,52$) e aria ($n=1,00$). Spiega perché il fenomeno è possibile solo in questa direzione di propagazione.
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Un oggetto è posto nel fuoco di una lente convergente. L'immagine che si forma è:
- A) Reale e nel fuoco opposto
- B) All'infinito
- C) Virtuale e coincidente con l'oggetto
- D) Reale e capovolta a distanza $2f$
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Spiega in poche righe perché una matita immersa parzialmente in un bicchiere d'acqua appare spezzata.
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Descrivi e confronta la formazione dell'immagine in uno specchio concavo nei tre casi: oggetto posto oltre il centro di curvatura, tra centro di curvatura e fuoco, tra fuoco e specchio. Per ciascun caso indica natura, orientamento e dimensione dell'immagine e fornisci una giustificazione tramite la costruzione dei raggi principali.
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In uno specchio sferico concavo, se l'oggetto è posto esattamente nel centro di curvatura, l'immagine si forma nello stesso punto ed è reale, capovolta e di dimensioni ___ a quelle dell'oggetto.
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Un raggio laser entra in una lastra di vetro a facce piane e parallele con un certo angolo di incidenza. Disegna il percorso del raggio all'interno e all'uscita, indicando angoli e normali, e spiega perché il raggio emergente è parallelo a quello incidente ma traslato lateralmente.