I_prova_2003

I Prova in itinere corso di Fisica 4
A.A. 2002/3 - 4/04/2003
NOME…………..……………..….
COGNOME……………….……...
1) (4 punti) Un aeroplano che vola a una distanza di 10 km da un trasmettitore radio riceve un segnale con
intensità di 10 W/m2. Si calcoli (a) l’ampiezza del campo elettrico presso l’aereo, dovuto a questo segnale;
(b) l’ampiezza del campo magnetico presso l’aereo; (c) la potenza totale del trasmettitore, assumendo che
questo irraggi isotropicamente.
2) ( 5 punti) Un sottomarino in navigazione a 100 m di profondità emette un’onda elettromagnetica piana di
intensità I0 = 1 W/cm2 in direzione verticale verso un aereo che viaggia appena sopra la superficie del mare. Si
calcoli, l’ampiezza del campo elettrico misurato presso l’aereo. Si consideri per l’acqua r = 80 e  = 10-5 cm-1
mentre per l’aria r = 1 e  trascurabile.
3) (8 punti) Un raggio di luce penetra in una lastra di vetro (in aria) nel punto A e subisce una riflessione
totale in B. Quale valore deve avere l’indice di rifrazione n del vetro?
45°
A
B
n
4) (5 punti) In un esperimento a doppia fenditura si trova che quando una sottile lastra di mica (n = 1.58) viene
posta davanti ad una delle fenditure la la frangia luminosa di ordine m = 7 si sposta dove prima c’era il punto di
massimo centrale. Se la lunghezza d’onda è  = 550 nm qual’è lo spessore della mica?
5) (4 punti) Un’estesa sorgente di luce ( = 632 nm) illumina con incidenza normale due lastre di vetro
lunghe 12 cm che si toccano ad un'estremità e sono separate da un filo di 48 m di diametro all’altra
estremità. L’aria funge da lamina sottile. Quante frange luminose appaiono a un osservatore che guarda
dall’alto in basso?
luce incidente
12 cm
6) (5 punti) Con quale lunghezza d’onda  devo illuminare due fenditure, ciascuna di apertura D = 0.3 mm e
a distanza reciproca t = 10 mm, affinché i primi minimi di intensità da diffrazione si sovrappongano su uno
schermo distante d = 2.55 m?
t
d
Quesiti (2 punti ciascuno)
A) Scrivere l’espressione del campo elettrico e del campo magnetico di un’onda elettromagnetica
monocromatica piana polarizzata linearmente lungo y che si propaga lungo la direzione x in un mezzo con
indice di rifrazione n.
B) Cosa si intende per dispersione e quali effetti produce?
C) Perché la luce del sole non produce interferenza alla Young?
D) Su quale principio si basa la trasmissione nelle fibre ottiche?
E) Da cosa sono prodotti i colori che si vedono su una superficie d’acqua con chiazze di
benzina?
Soluzioni
1)
E0 
2 I 0 Z0  8.7  10-2 V m
E0
E
 0  2.9  10-10 T
v
c
B0 
P  I 0 4r 2  12.6 kW
2)
EA 
2 I A Z0 
dove: n 
2Te -x I 0 Z0  2
r
3)
dalla legge di Snell in A:
4n1n2 -x
e I 0 Z0
2
n1  n2 
quindi: EA  1571.8 V
sinθ rA 
n1
1 2
sinθiA 
n
n 2
sinθiB  cosθ rA  1 - sin 2θ rA  1 -
1
1

s
inθ

L
2n 2
n
dal quarto e sesto termine si ha: n  1.22
4)
(n  1)l  m 0  l 
m
m 0
 6.64 m
(n  1)
5)
y  m
6)

2

2

m  INTy   151


dalla figura, per costruzione, e dalla legge di diffrazione di Fraunhofer:
ymin  d

t

D
2

 
tD
 558 nm
2d