Corso di Fisica II-2

Corso di Fisica II-2 - A.A. 2008/9 Ii prova in itinere 4/2/09
COGNOME…………..………………………
NOME. ……………........……….........
1) In un punto a distanza d = 1.5 km da un’antenna trasmittente, che irraggia isotropicamente nello spazio onde radio
monocromatiche sferiche, si misura un’ampiezza del campo elettrico E0 = 2 V/m. Si calcoli: a) l’ampiezza del
campo magnetico nello stesso punto; (b) La potenza complessivamente irraggiata dall’antenna; c) l’ampiezza del
campo elettrico in un punto a distanza D = 5 km dall’antenna.
2) Una lente biconvessa 1, realizzata con vetro con indice di rifrazione n = 1.57 e con raggi di curvatura delle
superfici R1 = R2 = 10 cm, è posta a una distanza d = 30 cm da una lente convergente 2 con lunghezza focale
f2 = 20 cm. Un oggetto è situato a 20 cm dalla prima lente. (a) Tracciare il diagramma dei raggi quindi
calcolare numericamente (b) la posizione, (c) la natura e (d) l’ingrandimento laterale dell’immagine finale.
20 cm
2
1
d
3) Sul braccio di un interferometro di Michelson (in aria) è montata una camera trasparente contenente anch’essa
aria a pressione atmosferica lunga h = 10 cm. La luce usata ha una lunghezza d’onda l0 = 500 nm. L’aria nella
camera viene lentamente riscaldata fino ad una certa temperatura finale. Durante il riscaldamento l’osservatore
vede il passaggio di m = 50 frange. Calcolare la variazione dell’indice di rifrazione n dell’aria provocata dal
riscaldamento.
h
aria
QUESITI
(risposte max 30 parole ciascuna)
A) Si scriva l’espressione delle componenti del campo elettrico di un’onda monocromatica di frequenza
, polarizzata linearmente a 45° nel piano xz che si propaga lungo la direzione y nel vuoto.
B) Si definisca analiticamente il vettore di Poynting e si descriva quale grandezza fisica indica.
C) Da cosa è provocata l’aberrazione cromatica e cosa comporta?
D) Disegnare in modo qualitativo
lo spettro di assorbimento di un gas
molecolare (ad es. CO2).
E) Cosa è il potere risolutivo di uno strumento ?
Soluzioni
1)
B0 
E0
E
 0  6.67 10-9 T
v
c
E02
P  4d I  4d
 149996 W
2Z 0
2
E D   E0
2
d
 0.6 V/m
D
2) dall’equazione del costruttore delle lenti per la lente :
 1
1
1 

 (n12  1)

f
R2 
 R1
prima lente:
1
1
1


s1
s1 '
f1
seconda lente:
1
1
1


s2
s2 '
f2
s2 ' 
m  m1m2  

f  8.77 cm
 s1 ' 
f1  s1
 15.62 cm
s1  f1
con s2  d  s1 '  14.38 cm
f 2  s2
  51.17 cm
s2  f 2
s1 '  s2 ' 
     2.78
s1  s2 
immagine virtuale,
ingrandita, rovesciata
1
3)
2
ciò che cambia è il cammino ottico nella camera che con l’aria fredda è:
l  2hn
mentre dopo il riscaldamento è:
l '  2hn  n
da cui:
e:
l  2hn  ml0  50l0
n 
mλ0
 1.25 10 4
2h