Nome e Cognome: Gruppo di Laboratorio:
Problema 1 (2 punti)
Una membrana biologica ha uno spessore d = 0.1micron ( 0.1micron = 10-5 cm = 10-7m) e una differenza di potenziale tra i due lati della membrana di 100mV. La costante dielettrica e’ ε = ε0 εr = 9ε0=80 x10-12 ( SI). La resistivita’ e’ ρ=109 Ohm.cm.
- Calcolare la capacita’ di 0.5 centimetri quadri di membrana assimilando la membrana ad un dielettrico di un condensatore a facce piane e parallele ( in µFarad ).
- Calcolare la densita’ di corrente ( in Ampere / cm2 ) che attraversa la membrana.
Problema 2 (1 punto)
Considerate una lente convergente biconvessa avente distanza focale f = 5 cm. A quale distanza p dalla lente bisogna collocare un oggetto affinche’ l’immagine che si forma sia virtuale e posta a 50 cm dalla lente? Fate un grafico con la costruzione della immagine.
Problema 3 ( 1 punto)
Una carica di prova q0 = +2µC è posta nel punto medio tra una carica q1 = +6µC e una carica q2 = - 4µC, che sono separate di 10 cm. Trovare modulo, direzione e verso del campo elettrico nel punto dove è posta q0.
Nel circuito elettrico mostrato in figura sono presenti un generatore privo di resistenza interna con differenza di potenziale ( d.d.p ) V= 10 Volt e quattro resistenze : R1 =R2= 10 Ohm e R3 = R4 =20 Ohm. Il circuito e’ munito di due tasti che permettono il passaggio di corrente solo quando sono chiusi.
T1
B A
R1
V=10 Volt R3
R4
I R2
T2
a) Quando entrambi i tasti sono aperti la d.d.p VA-VB = ( Non e’ necessario mostrare conti)
b) Quando entrambi i tasti sono chiusi la corrente attraverso il generatore e’ I = ( Mostrare la derivazione )
c) Quando T1 e’ chiuso e T2 e’ aperto la corrente del ramo principale e’ I = ( Mostrare la derivazione)
d) Calcolare la potenza dissipata per effetto Joule sulla resistenza R4 nei casi b) e c) rispettivamente (in Watt).
Problema 5 (1 punti)
Calcolate la distanza minima d ( reciproco del potere separatore) di due particolari che puo’
risolvere un microscopio ad immersione in olio di cedro ( n=1.5 ) che usa luce verde ( λ = 0.5 micron = 0.5 . 10 –4 cm ) e che ha un semiangolo di apertura del cono α= 30 0 .
Problema 6 ( 1 punto)
Calcolare la profondita’ di campo ∆p ( in micron) di un microscopio che usa un oculare con ingrandimento x10 e un obbiettivo con ingrandimento x40 ( per un ingrandimento complessivo G=400). (La lunghezza ottica sia D = 20 cm)
.
Problema 7 ( 1 punto)
Calcolare la massima lunghezza d’onda nel vuoto ( i.e. minima frequenza) della onda
elettromagnetica che e’ in grado di produrre l’effetto fotoelettrico nel metallo Zinco che ha una funzione lavoro (o energia di ionizzazione) pari a 3.63 eV. (Esprimete il risultato in micron e indicate tra le varie possibilita’ elencate sotto di quale tipo di radiazione si tratti)
(radioonde, microonde, infrarossi, visibile, ultravioletto, RaggiX )
Formulario
OTTICA e ACUSTICA :
νλ = v ; s = A sen 2π ( t/T – x/ λ ) v =360m/s ( velocita’ del suono in aria) n1/p + n2 /q = (n1 – n2)/ R ; 1/p + 1/q = 1/f ; 1/f = (n-1) ( 1/R1 – 1/R2 )
d = λ/(2 n senα) ; G =Gob Goc = D do / f1 f2 ; ∆p = f12
f22
/(D2 (do +f2)) do =25cm
seni/senr = n12 n = c/v c = 3 108 m/sec
ELETTRICITA’ E CORRENTI CONTINUE ( le lettere in grassetto indicano quantita’ vettoriali) F= (1/4πε0εr)(Q1Q2/r2)(r/r) ; E= F/q ; V=U/q ; E=V/d
C=Q/V ; C= ε S/d ; i =q/t ; J = i/S = σ E ; VA-VB = i R ; R= ρ d/S ; ρ=1/σ L = i2Rt =iVt= V2t/R Q=0,24 L ( Q in calorie e L in Joule) ; P= L/t (Effetto Joule) v = µ q E ; µ=1/( 6πηr) ( Elettroforesi)
MAGNETISMO E CORRENTI ALTERNATE
F= µ0 i1i2l / (2πd ) B= µ0 i1/(2 πd) B= µ0i/(2R) B=µ0in Φ =BS cosα f.e.m = - ∆Φ/∆t Φ=Li
I=V/Lω I=VCω Z=(R2+[Lω-1/Cω]2)1/2 I=V/Z ω=1/(LC)1/2 FISICA MODERNA
νλ = c ( nel vuoto) v=c/n (in un mezzo di indice di rifrazione n) ( c= 3x108 m/s)
∆p ∆x ≥ h ; E = hν ; E1-E2 = h ν; ( h = 6.67x10-34 J.s)
I = σ T4 (legge di Stefan) ; λm = 0.3/T (cm/Kelvin) ( legge di Wien)
( σ = 1.36x10-12 cal/cm2/sec/K4)
hν = hν0 + ½ m v2 ; ( Effetto fotoelettrico) (1 eV= 1.6 x 10-19 Joule)
( e = 1.6x10-19 Coulomb)
