Esercitazione del 10/05/2013 - corso A
Acustica
1. Nelle ecografie si utilizzano spesso ultrasuoni di frequenza pari a 5 MHz, che si propagano nei tessuti umani ad una velocit`a di circa 1500 m/s. Qual `e il periodo di queste onde? Qual `e la loro lunghezza d’onda?
2. Una vibrazione sonora in aria ha una frequenza di 104 Hz. La velocit`a del suono `e di 340 m/s. Qual `e la lunghezza d’onda? Quale sarebbe la lunghezza d’onda di un’onda elettromagnetica della stessa frequenza che si propaga in aria (v = c = 3 · 108 m/s)? Se l’intensit`a sonora `e pari a 100 dB, qual `e l’intensit`a in W/m2? (I0= 10−12 W/m2) 3. Due suoni hanno intensit`a di 10 e 700 µW/cm2 rispettivamente. Di
quanti dB `e il suono pi`u intenso maggiore dell’altro?
Ottica
1. Calcolare l’angolo di rifrazione di un raggio luminoso che passa da un mezzo con indice di rifrazione n1 = 1.48 ad un mezzo con indice di rifrazione n2 = 1.33, se il raggio incide con un angolo di 60◦ rispetto alla verticale.
2. Calcolare l’angolo limite per la riflessione totale in un materiale im- merso in aria con n = 1.7.
Quale sarebbe l’angolo limite per la riflessione totale, invece, se il raggio luminoso di propagasse da un mezzo con indice di rifrazione n1 = 1.60 ad un mezzo con indice di rifrazione n2 = 1.33?
Determinare la velocit`a della luce nei due mezzi.
3. Una soluzione biologica ha un indice di rifrazione di 1.34. Quanto vale la velocit`a della luce nella soluzione?
Si consideri della luce che incide con un angolo di 48◦ sulla superfi- cie della soluzione. Quanto vale l’angolo di rifrazione? Quanto vale l’angolo limite per la riflessione totale?
4. Una lente sottile biconvessa di vetro (n = 1.50) ha una lunghezza focale in aria di 20 cm. Le lenti hanno raggio di curvatura uno doppio dell’altra. Quali sono i raggi di curvatura? Qual `e la lunghezza focale della stessa lente immersa in solfuro di carbonio (n = 1.64)?
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5. Una lente sottile di vetro (n = 1.50) immersa in aria ha una superficie convessa di raggio di curvatura di 10 cm e una superficie concava di raggio di curvatura di 5 cm. Qual `e la lunghezza focale della lente? Si tratta di una lente convergente o divergente?
6. Una lente convergente `e fatta di un vetro con n = 1.5. I raggi di cur- vatura delle superficie sferiche sono in valore assoluto R1= R2 = 5 cm.
La lente `e immersa in aria. Calcolare il valore della distanza focale.
Calcolare la posizione q a cui si forma l’immagine di un oggetto posto a una distanza p = 3 cm dalla lente; l’immagine `e reale o virtuale? Cal- colare l’ingrandimento lineare dell’oggetto. Disegnare un diagramma di costruzione dell’immagine.
7. Considerate una lente convergente biconvessa avente distanza focale f = 5 cm. A quale distanza p dalla lente bisogna collocare un oggetto affinch`e l’immagine che si forma sia reale e posta a 20 cm dalla lente?
Fare un grafico con la costruzione dell’immagine.
8. Una lente divergente biconcava `e fatta di vetro avente indice di rifrazione pari a 1.5. I raggi di curvatura delle superficie sferiche sono R1 = R2 = 5 cm. Calcolare la distanza focale. Calcolare a quale distanza dalla lente si forma l’immagine di un oggetto posto ad una distanza p = 12 cm. Disegnare il grafico di costruzione dell’immagine.
9. Calcolare la profondit`a di campo di un microscopio composto avente una lunghezza ottica D = 30 cm, un oculare di ingrandimento angolare 10x (Goc= 10) e un obbiettivo con ingrandimento oculare 50x (Gob= 50).
L’apertura numerica n sin α sia N.A.=0.7; calcolare il potere risolutivo nel caso di luce di λ = 0.5 µm.
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