Scheda di esercizi di Onde, suono e ottica con soluzioni

Trova la velocità v della luce in glicerolo, che ha un indice di rifrazione di 1,47.

Un raggio di luce in etanolo (n = 1,36) incide su una superficie di separazione piana con vetro crown (n = 1,50) con un angolo di 30° rispetto alla normale. Trova l’angolo di rifrazione θ₂, misurato dalla normale.

Una sorgente di 400 Hz si muove a 25 m/s allontanandosi da un osservatore fermo. La velocità del suono è 343 m/s. Trova la frequenza f′ percepita dall’osservatore.

Un oggetto alto 2 cm si trova a 6 cm davanti a una lente sottile convergente con distanza focale di 12 cm. Trova l’altezza dell’immagine h_i (negativa per un’immagine capovolta).

Una fibra ottica ha un nucleo con n₁ = 1,62 e un mantello con n₂ = 1,57. 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.

Un sensore di parcheggio fermo invia ultrasuoni di 25 kHz verso un’auto che si allontana a 20 m/s. Trova la frequenza f″ dell’eco che torna al sensore (velocità del suono 343 m/s).