Scheda di esercizi di Onde, suono e ottica con soluzioni

Un’onda sonora nell’aria ha una frequenza di 200 Hz e si propaga a 343 m/s. Trova la sua lunghezza d’onda λ.

Un raggio di luce in acqua (n = 1,33) incide su una superficie di separazione piana con vetro crown (n = 1,50) con un angolo di 60° rispetto alla normale. Trova l’angolo di rifrazione θ₂, misurato dalla normale.

Un oggetto si trova a 8 cm davanti a una lente sottile divergente con distanza focale di 12 cm. Trova la distanza dell’immagine d_i. Usa la convenzione dei segni 1/f = 1/d_o + 1/d_i (f < 0 per una lente divergente, d_i < 0 per un’immagine virtuale).

Un oggetto si trova a 8 cm davanti a una lente sottile convergente con distanza focale di 20 cm. Trova la distanza dell’immagine d_i. Usa la convenzione dei segni 1/f = 1/d_o + 1/d_i (f < 0 per una lente divergente, d_i < 0 per un’immagine virtuale).

Luce di lunghezza d’onda 650 nm attraversa una fenditura singola larga 0,2 mm. Trova l’angolo θ₁ della frangia scura numero 1 rispetto alla direzione di passaggio diretto.

Una fibra ottica ha un nucleo con n₁ = 1,62 e un mantello con n₂ = 1,61. Trova il massimo angolo θ_a rispetto all’asse della fibra con cui la luce proveniente dall’aria può entrare nell’estremità della fibra ed essere ancora guidata dalla riflessione totale interna.