Prova di esame del corso di Fisica 4 A.A. 2004/5 I appello di Settembre del 13/9/05 NOME………….....…. COGNOME…………… ……… ) Un raggio di luce incide perpendicolarmente sulla faccia ab (vedi figura) di un prisma di vetro con indice di rifrazione n = Trovare il massimo valore dell’angolo  per il quale si ha riflessione totale alla faccia ac nell’ipotesi: a) che il prisma sia in aria; b) che sia immerso in acqua (n = 1.33). 2) Se il vetro del prisma dell’esercizio precedente possiede anche un coefficiente di assorbimento  = cm -1, quale percentuale della luce incidente arriva a una profondità d =10 cm dentro il vetro nel caso (a) immerso in aria e (b) in acqua? 3) Un insetto è situato lungo l’asse centrale di una lente sottile a facce simmetriche a 20 cm dalla lente. L’ingrandimento trasversale dell’insetto è m = -0.2 e l’indice di rifrazione della lente è n = Determinare: (a) tramite tracciamento dei raggi e calcolo analitico la posizione e la natura dell’immagine; (b) il tipo di lente e il valore assoluto r dei raggi di curvatura.  4) In un esperimento di interferenza su lamine sottili sul modello degli anelli di Newton il raggio di curvatura della lente è R =5.0 m e il suo diametro è D = 20 mm. Sul sistema incide normalmente luce con = 589 nm. Calcolare quanti anelli (frange) luminosi si producono (a) in aria, e (b) se tutto il sistema è immerso in acqua. R D r d Luce incidente a b c

A) Scrivere l’espressione del campo elettrico per un’onda elettromagnetica piana monocromatica di lunghezza d’onda nel vuoto 0, con un’ampiezza del campo elettrico E 0, polarizzata ellitticamente che si propaga lungo x in un mezzo con indice di rifrazione n. B) Definire l’angolo di Brewster e dare il suo valore in forma analitica. E) Definire i concetti di coerenza spaziale e coerenza temporale della radiazione luminosa D) Si ricavi, mediante il tracciamento dei raggi, l’immagine corrispondente alla freccia oggetto rappresentata e se ne descriva le caratteristiche. C specchio covesso C) Descrivere il principio di funzionamento delle fibre ottiche QUESITI (MAX. 30 parole di risposta per ogni quesito)

Corso di Fisica 4 - Soluzioni I appello di Settembre 2) 3) 1) in acqua: dalla condizione di angolo limite in aria si ha: in aria: in acqua: immagine reale, lente convergente dall’eq. del costruttore di lenti: otteniamo:

4) per cui si avrà: Si ha una frangia chiara (anello) per ogni variazione di spessore del cuneo d’aria pari a  d = /2n, fino allo spessore massimo: