Prova di esame di Fisica 4 - A.A. 2004/5 I prova in itinere 5/4/05 COGNOME…………..……………………… NOME. …………… ……… ) Due prismi di vetro sono accoppiati a formare un cubo in aria come in figura. I loro indici di rifrazione sono rispettivamente n 1 = 1.4 e n 2 = 1.6. Un fascio di luce entra normalmente al primo prisma. Calcolare: a) la percentuale di luce riflessa dalla superficie esterna del primo prisma; b) l'angolo  rispetto alla direzione di incidenza; c) il valore n 2 necessario per avere riflessione totale alla superficie fra i due prismi. n2n2 n1n1  1) Un satellite geostazionario del sistema GPS irraggia nello spazio una potenza P = 500 W sotto forma di onde radio monocromatiche non polarizzate. Assumendo che siano generate onde sferiche e che la propagazione sia nel vuoto, si calcoli l’ampiezza del campo elettrico e del campo magnetico: (a) in prossimità della superficie del mare sulla verticale del satellite, ovvero a distanza d = km dal satellite; (b) nel punto della superficie del mare in cui la riflessione dalla superficie stessa risulta polarizzata lineramente. Si assuma per l’acqua n = 2 alla frequenza del campo elettromagnetico. d 3) Un film sottile di materiale polimerico trasparente con indice di rifrazione n = 1.3 e spessore d = 250 nm viene illuminato con luce bianca a incidenza normale. Di che colore si presenterà a occhio nudo la luce riflessa?

C) Perché dei pezzi di vetro non colorato sono meno visibili quando immersi in acqua? B) Si scriva l’espressione del campo elettrico di un’onda monocromatica di frequenza ω e polarizzata ellitticamente che si propaga lungo la direzione x in un mezzo con indice di rifrazione n. D) Scrivere la definizione e spiegare il significato fisico del vettore di Poynting. QUESITI (risposte max 30 parole ciascuna) E) Si disegni lo schema ottico di un interferometro di Michelson elencandone almeno un esempio di applicazione. A) Si scriva l’equazione delle onde e la sua soluzione più generale per il campo elettrico.

Soluzioni 1) In generale: sulla verticale: il secondo punto è definito dall’angolo di Brewster: d BB

2) alla prima interfaccia vetro/aria si avrà: alla seconda interfaccia (vetro/vetro) si avrà rifrazione secondo Snell: n2n2 n1n1 d’altra parte, da semplici considerazioni trigonometriche ricaviamo per l’ultimo angolo di incidenza: Infine, dalla condizione di angolo limite: ovvero:

3) dalla legge dell'interferenza a incidenza quasi normale su lamine sottili: l’unico valore a cadere nel visibile è: corrispondente a una colorazione blu.