Corso di Fisica 4 - A.A. 2007/8 I prova in itinere 7/4/08 COGNOME…………..……………………… NOME. …………… ……… ) Un raggio di luce monocromatica propagantesi in aria entra con un angolo di incidenza in un parallelepipedo di polimero trasparente con indice di rifrazione n P = 1.50 che galleggia sullacqua. Si osserva che diminuendo si ha, per un certo valore = *, riflessione totale allinterfaccia polimero/acqua. Calcolare *. 3) Lacqua del mare ha un coefficiente dassorbimento per la luce rossa = cm -1 e un valore dellindice di rifrazione n = Considerando il sole allo zenith (quindi incidenza normale) si calcoli a che profondità dalla superficie la radiazione rossa sarà attenuata del 50%. 1) Un antenna trasmittente posta a H = 50 m dal suolo irraggia isotropicamente nello spazio una potenza P = 50 kW sotto forma di onde radio monocromatiche sferiche. Si calcoli lampiezza del campo elettrico e del campo magnetico nei seguenti punti: (a) al suolo alla base dellantenna; (b) in prossimità di un ricevitore situato al suolo a una distanza d = 200 m dalla base dellantenna. H d nPnP acqua aria 4) Un oggetto è posto ad una distanza s = 10 cm da una lente sottile convergente di focale f 1 = 5 cm. Una seconda lente divergente di focale f 2 = 4 cm è posta a distanza d = 11 cm dalla prima. Si calcoli analiticamente posizione, ingrandimento e natura dellimmagine finale e la si disegni qualitativamente tramite il tracciamento dei raggi.

B) Si definisca analiticamente il vettore di Poynting e si descriva quale grandezza fisica indica. A) Si scriva lespressione delle componenti del campo elettrico di unonda monocromatica di lunghezza donda e polarizzata ellitticamente che si propaga lungo la direzione y in un mezzo con indice di rifrazione n. C) Su quale principio ottico si basa il funzionamento delle fibre ottiche? QUESITI (risposte max 30 parole ciascuna) E) Si disegni in modo qualitativo il tracciato dei raggi datoil centro di curvatura C S dello specchio D) Cosè laberrazione sferica? CSCS

Soluzioni a) per la posizione alla base r = 50 m: b) per il ricevitore r = m: 1) Dalla definizione di intensità rispetto alla potenza irraggiata isotropicamente: dalla legge di Snell applicata allinterfaccia aria/polimero: 2) Si richiede la condizione di angolo limite allinterfaccia polimero/acqua: ovvero: Con n P = 1.33 indice di rifrazione acqua nPnP acqua aria r i2 r quindi:

3) Considerando la riflessione alla superficie aria/aqcua e la legge di DAlembert per lattenuazione alla profondità z: con n 1 = 1 indice di rifrazione dellaria e n 2 = 1.33 per lacqua, da cui: immagine virtuale, rovesciata, rimpicciolita seconda lente: 4) utilizzando lequazione delle lenti per la prima lente: d F1F1 F2F2 F1F1