ESERCIZI RIASSUNTIVI ONDE – SUONO – LUCE
1. Una corda di 5 m viene tesa con una forza di 400N e poi fatta oscillare.Trova la velocità di propagazione
se la corda pesa 20N.
(31,3 m/s)
2. Una corda di 10 m viene fatta oscillare da una sorgente di 50 Hz e su di essa si formano 25 onde
complete. Trova la λ e la velocità di propagazione dell’onda. Scrivi l’equazione dello spostamento y di ogni
punto della corda in funzione della posizione x sapendo che l’ampiezza dell’onda è di 30 cm e che per t=0 si
ha y = - 30cm. Qual è la costante di fase iniziale? ( 0,04 m - 2m/s - y=0,3 cos(50πx+π) - π )
3. Scrivi l’equazione di un’onda armonica di ampiezza 5 cm, frequenza 0,25Hz e λ 3,5 cm. L’onda si propaga
in una corda nella direzione positiva delle x. Esprimi i coefficienti in unità del SI
( y= 5∙ 10-2 cos π(200x/3,5 – 0,5 t)
4. Onde si propagano in un mezzo a velocità di 0,04 m/s e colpiscono al superficie di separazione di un
secondo mezzo con un angolo di incidenza di 60°. La sorgente che genera le onde oscilla con un periodo di
0,5 s.Se le onde si propagano nel secondo mezzo con v= 2cm/s, trova:
l’angolo di rifrazione
la λ delle onde incidenti e delle onde rifratte
esegui una rappresentazione in scala della situazione descritta
( 26° - 2cm - 1cm)
5. Le onde sismiche prodotte da un terremoto viaggiano a 7,5 km/s e incidono con un angolo di 30° su una
regione rocciosa dove la velocità di propagazione diventa di 8,5 km/s. Trova l’angolo di rifrazione e fai una
rappresentazione della situazione ( 3)4,5°)
6. In una corda tesa e lunga 1,2 m si sono formate delle onde stazionarie della lunghezza d’onda di 40 cm.
Quanti nodi e quanti ventri si formano? Disegna la forma dell’onda ( 7 nodi – 6 ventri)
7. Un’onda armonica viaggia verso destra con un’ampiezza di 0,32 m, una λ di 3,5m e un periodo di 3 s.
Considera nulla la fase iniziale. Scrivi l’equazione d’onda. Rappresenta la perturbazione in funzione di x negi
istanti t=0; t=0,75s ; t=1,5 s ( y = 0,32 cos 2π ( x/3,5 – t/3))
8. A 20 m di distanza da una sorgente sonora si registra un’intensità del suono di 6∙ 10 -6 W/m2. A quale
distanza si registra un’intensità doppia? Trova la potenza della sorgente sonora
( 14,142m - 3,01 ∙ 10-2 W )
9. Due sorgenti sonore di potenza rispettivamente 3∙ 10 -2 W e 9∙ 10 -3 W distano 30 m. Trova l’intensità
totale in un punto della loro congiungente che si trova a 10 m dalla seconda sorgente e il livello sonoro
percepito da una persona che si trova in quel punto (soglia di udibilità = 10-12 W/m2
(13,14 ∙10-6 W/m2 - 71,2 dB)
10. Due suoni prodotti da due diapason interferiscono producendo un battimento di frequenza 5 Hz.
Qual è la frequenza del secondo diapason se il primo produce un suono di λ = 0,773m ? ( 435 Hz o 445 Hz)
11. Una sorgente sonora a riposo emette un uono di 440Hz. Trova:
- a quale velocità occorre avvicinarsi alla sorgente per percepire un suono di 450 Hz
- a quale velocità occorre allontanarsi per percepire un suono di 430Hz .
( considera v suono= 340 m/s)
( 7,72 m/s ; 7,72 m/s)
12. (esame di stato 1998) Un pennello di luce monocromatica emessa da un laser illumina
perpendicolarmente una doppia fenditura praticata in uno schermo A. La distanza tra le fenditure è 0,1
mm. Al di là della doppia fenditura e a 2m da A è disposto, parallelamente ad A uno schermo B su cui si
raccoglie la luce. Trova la λ della luce se la distanza su B della frangia centrale luminosa dalla prima frangia
laterale luminosa è 10 mm. Rappresenta la situazione sullo schermo. Di che colore risulta la luce?
( 5∙ 10-7 m: verde)
13. Un fascio di luce monocromatica passa attraverso una fenditura larga 0,1 mm. Su uno schermo distante
2 m si raccoglie una figura di diffrazione. Trova λ se la distanza tra il massimo centrale e la terza frangia buia
laterale è di 4 cm
(6,67 ∙ 10 - 4 mm )
14. Un fascio di luce non polarizzata passa attraverso due filtri polaroid mantenuti paralleli. L’asse di
trasmissione del primo filtro è verticale, mentre quello del secondo filtro è ruotato di 30° rispetto alla
direzione dell’asse del primo filtro. Se Io è l’intensità della luce incidente come sarà l’intensità della luce
dopo l’attraversamento dei due filtri. Come è disposto il piano di vibrazione dell’onda trasmessa?
Rappresenta anche con un disegno ( 3/8 I0 - forma un angolo di 30° con la direzione verticale)
15. Su uno schermo si osservano frange di interferenza prodotte da un fascio di luce gialla di λ = 0,6µm
passante attraverso due fenditure distanti tra loro 0,5 mm. Se la distanza tra fenditure e schermo è 1 m,
trova la distanza tra il massimo centrale e il primo massimo laterale
( 1,2 mm)
16. Un esperimento di diffrazione da una fenditura larga 0,04 mm è compiuto con luce monocromatica e la
distanza fenditure-schermo è 1 m. Trova λ se la distanza misurata sullo schermo tra il massimo di ordine
zero e la seconda frangia scura laterale è di 2 cm. ( 400 nm)
17. Un fascio di luce monocromatica di λ = 670 nm è inviato su due fenditure i cui centri sono separati di
0,4 mm e forma su uno schermo distante 2 m una figura di interferenza. Una seconda sorgente di luce
monocromatica passando attraverso le stesse fenditure produce sul medesimo schermo una figura di
interferenza caratterizzata dal fatto che il massimo di ordine 3 risulta più vicino al massimo di ordine zero di
1,85 mm rispetto alla figura di interferenza che si ottiene con luce di 670 nm. Trova la λ della seconda
sorgente luminosa ( 546 nm)
18. Su una fenditura larga 0,7 mm incide una luce monocromatica di λ = 600 nm. A che distanza occorre
porre uno schermo perché la distanza tra due minimi successivi di intensità sia almeno 2 mm?
( almeno 2 m)
19. Un raggio monocromatico di f= 6,2 ∙ 10 14 Hz è inviato in direzione perpendicolare su una lastra di vetro
di spessore 1 mm e indice di rifrazione n=1,55. Trova λ del raggio incidente, λ del raggio nella lastra; quante
lunghezze d’onda sono contenute nello spessore della lastra di vetro ( 484nm; 312nm; circa 3205)
20. Due sorgenti luminose producono lo stesso illuminamento quando la prima è a 1,5 m e l’altra a 2,7 m
da esso. Se la prima sorgente ha un’intensità luminosa di 5,3 cd, calcola l’intensità luminosa corrispondente
alla seconda sorgente ( 17 cd)
21. Due sorgenti luminosa di intensità rispettivamente 5 cd e 6,3 cd sono poste davanti a uno schermo . Se
la prima sorgente è posta a 1,20 m dallo schermo, a quale distanza occorre posizionare la seconda per
ottenere lo stesso illuminamento dallo schermo? ( 1,35 m)
22. Due onde luminose monocromatiche verde (λ = 520 nm ) e rossa (λ’ = 650 nm) passano attraverso due
fenditure i cui centri distano tra loro di 0,1 mm.Su uno schermo posto a 3 m di distanza si osserva un
massimo centrale di interferenza di colore giallo risultante dalla sovrapposizione della luce verde con la
rossa. Calcola di quanto occorre spostarsi, rispetto al massimo centrale, per osservare un secondo massimo
giallo ( 78 mm)
23. Due filtri polaroid sono disposti allineati in modo che l’asse di trasmissione del secondo filtro formi un
angolo di 45° con l’asse di trasmissione del primo filtro. Si misura che l’intensità della luce che emerge dal
secondo filtro è il 20% dell’intensità della luce incidente sul primo filtro. Qual è la direzione del vettore
ottico nella luce polarizzata che incide sul primo filtro?
( 50,8° rispetto all’asse di trasmissione del primo filtro)
