Esercizi di ottica

  1. Uno specchio concavo ha un raggio di curvatura pari a 15 cm. Una candela di altezza 8 cm si trova a 18 cm dal vertice dello specchio. Calcola la posizione dell’immagine che si forma e la sua altezza. Rappresentare graficamente la costruzione geometrica dell’immagine. [12,86 cm; -5,71 cm]
  2. Un oggetto è posto a 75 cm da uno schermo. Si dispone di una lente da +8 diottrie e la si vuole collocare in un punto posto fra l’oggetto e lo schermo in modo che l’immagine possa formarsi esattamente nella posizione dello schermo. A quale distanza dall’oggetto deve essere posta la lente? (è possibile più di una soluzione) [0,5915 m; 0,1584 m]
  3. Un raggio di luce incide con un angolo di 35° su una lastra di cristallo (n=1,62) di spessore 3 cm. Calcola l’angolo di rifrazione con il quale il raggio entra nel cristallo. Calcola a quale distanza orizzontale rispetto al punto di entrata fuoriesce il raggio di luce. [1,136 cm]
  4. Un prisma a base triangolare isoscele di cristallo (n=1,72) ha i 3 angoli di 45°, 45° e 90°. Un raggio di luce entra su uno dei due lati obliqui con un angolo di 70° rispetto alla normale alla superficie. Calcola con quale angolo entra nel prisma e con quale angolo fuoriesce dal prisma stesso (ammesso che fuoriesca). [33,13°; 20,49°]

A) Una coppia di fenditure di larghezza trascurabile rispetto alla lunghezza d’onda della luce incidente sono poste ad una distanza di 0,07 mm. Su uno schermo collocato ad una distanza di 2,5 m si formano 24 frange di interferenza ogni 4 cm. Calcola la lunghezza d’onda della luce. [46,67 nm]

B) Una luce monocromatica di lunghezza d’onda pari a 635 nm attraversa una fessura di larghezza 0,009 mm. Calcola la larghezza della frangia luminosa centrale che si forma su di uno schermo a distanza 1,25 m dalla fessura. Calcola inoltre in quale posizione si forma il terzo massimo di luce a destra di quello centrale considerato di ordine 0. [0,1768 m; 0,3185 m]

C) Un reticolo di diffrazione ha un passo di 620 righe al mm ed è posto a distanza 1,70 m da uno schermo. Illuminato con un LASER di lunghezza d’onda incognita, produce sullo schermo un massimo del primo ordine distante 22,4 cm dal massimo centrale. Calcola la lunghezza d’onda e la posizione del massimo del secondo ordine. [210,7 nm; 0,4601 m]

D) Una lampada produce una luce contenente 2 colori: un rosso a 670 nm e un altro colore di lunghezza d’onda incognita. La luce attraversa una coppia di fenditure e produce su uno schermo posto a distanza 1,65 m la figura di interferenza rappresentata qui di seguito. Calcola la distanza fra le due fenditure e la lunghezza d’onda dell’altro colore diverso dal rosso. [0,04030 mm; 502,5 nm]

E) Una lente è coperta da un film per ridurre la riflessione. L’indice di rifrazione del film e della lente sono nf = 1.2 e nl = 1.4, rispettivamente. Si consideri luce ad una lunghezza d’onda λ = 500 nm. Calcolare lo spessore minimo del film per minimizzare l’intensità della luce riflessa. [0,104 μm]