I0 n I Prova in itinere corso di Fisica 4 A.A. 2001/2 NOME………….....…. COGNOME……………........………............ VOTO Esercizi numerici 1) La luce rossa del sole, assunta come un’onda elettromagnetica piana la cui ampiezza di campo elettrico è E0 = 868 V/m, incide normalmente sulla superficie piana di un tratto di mare come in figura. Considerando che l’acqua di mare ha valori dell’indice di rifrazione e del coefficiente di assorbimento rispettivamente n = 1.34 e  = 4x10-3 cm-1, calcolare: a) il valore dell’intensità luminosa riflessa; b) il valore dell’intensità trasmessa all’interno dell’acqua a una profondità h = 10 m dalla superficie. h n,  2) Un fascio di luce non polarizzata, con intensità luminosa I0 = 1 W/cm2, proviene dall’aria ed incide con un angolo i = 70° su una lastra di vetro piana di indice di rifrazione n = 1.732. Calcolare la frazione dell’intensità che viene riflessa dalla prima superficie e il tipo di polarizzazione dell’onda riflessa. I0 n

3) In un esperimento di doppia fenditura si trova che la luce blu di lunghezza d’onda 1 = 450 nm genera un massimo del secondo ordine in una certa posizione dello schermo. Per quale lunghezza d’onda di luce visibile (400 nm < VIS < 750 nm) si avrebbe un minimo nella stessa posizione? P 4) Uno dei fasci di un interferometro passa attraverso una cella di vetro cava lunga l = 1.3 cm. Immettendo lentamente un gas nella cella si osserva il passaggio di 236 frange scure. La lunghezza d’onda della luce è  = 610 nm. Calcolare l’indice di rifrazione del gas assumendo che il resto dell’interferometro sia sotto vuoto. M1 M2 l sorgente

5) A che distanza reciproca t devono essere poste due fenditure, ciascuna di apertura D = 0.23 mm e illuminate da luce violetta di lunghezza d’onda  = 415 nm, affinché i primi minimi di intensità da diffrazione si sovrappongano su uno schermo distante d = 2.55 m? t P d Quesiti A) Scrivere l’espressione del campo elettrico di un’onda elettromagnetica monocromatica piana polarizzata circolarmente che si propaga lungo la direzione z in un mezzo con indice di rifrazione n. B) Da cosa è prodotto il “tremolio” delle immagini osservate vicino ad una sorgente calda?

C) Quali sono le condizioni sulla luce che incide sulle fenditure per ottenere interferenza alla Young? D) Da cosa è prodotta l’iridescenza delle lamine sottili? E) Cosa succede ad un breve impulso di luce quando attraverso un mezzo dispersivo e perché? F) Come è definito “l’angolo limite”?

Soluzioni 1) 2) Trattandosi di luce non polarizzata: poiché: quindi: la luce riflessa è parzialmente polarizzata perpendicolarmente al piano di incidenza

I = Imax se: I = 0 se 3) da cui: 4) la condizione sulla differenza di cammino ottico per osservare l’m-esima frangia scura è: si osserva il passaggio ad un’altra frangia scura ogni volta che s-s’ varia di , quindi: 5) dalla figura, per costruzione, e dalla legge di diffrazione di Fraunhofer: