Prerequisiti sulle applicazioni della dinamica

Test da Olimpiadi della Fisica

Esercizi su rifrazione e lenti

JQuiz realizzato con HotPotatoes

La focale di una lente sottile convergente è di 10 cm. Un oggetto sta a 30 cm dalla lente e di questo la lente produce un'immagine reale.

Per ottenere un'immagine reale due volte più grande, occorre spostare l'oggetto . . .
1. . . . di 10 cm, allontanandolo dalla lente.
2. . . . di 20 cm, allontanandolo dalla lente.
3. . . . di 10 cm, avvicinandolo alla lente.
4. . . . di 20 cm, avvicinandolo alla lente.
5. . . . di 28 cm, avvicinandolo alla lente.
La figura mostra schematicamente un raggio di luce che si propaga attraverso acqua, aria, vetro; i tre mezzi non sono necessariamente posti in questa sequenza.

Sapendo che la luce si propaga più velocemente nell'acqua che nel vetro, i tre mezzi (1), (2) e (3) sono nell'ordine . . .
1. aria, acqua, vetro
2. acqua, vetro, aria
3. vetro, acqua, aria
4. vetro, aria, acqua
5. acqua, aria, vetro
La figura mostra un raggio di luce incidente e quello rifratto da una lente sottile convergente.

Quale dei seguenti punti rappresenta meglio la posizione del fuoco della lente.
1. A
2. B
3. C
4. D
5. E
Quale delle seguenti figure mostra correttamente il percorso di un raggio di luce che dall'aria entra in un prisma di vetro il cui indice di rifrazione vale 1.5 e i cui angoli sono di 45°, 90° e 45°?
Il diagramma seguente mostra un raggio di luce che passa da un mezzo trasparente all'aria.

Qual è l'indice di rifrazione del mezzo trasparente?
1. 1.2
2. 1.3
3. 1.8
4. 1.9
5. 2.3
Un raggio di luce passa dall'aria al vetro come mostrato in figura

Qual è la migliore stima della velocità della luce nel vetro?
1. 2.00 x 10⁸ m s^-1
2. 2.12 x 10⁸ m s^-1
3. 3.00 x 10⁸ m s^-1
4. 4.24 x 10⁸ m s^-1
5. 4.50 x 10⁸ m s^-1
La Luna ha un diametro di 3 480 km e la sua distanza media dalla Terra è di 386 000 km.

Qual è il diametro dell'immagine reale della Luna formata da un telescopio il cui specchio sferico ha un raggio di curvatura di 3.2 m?
1. 1.4 cm
2. 2.8 cm
3. 3.6 cm
4. 14 cm
5. 36 cm
Un fascio di raggi paralleli giunge su una lente convergente di distanza focale 25 cm.

A che distanza da questa lente deve essere portata una seconda lente convergente di distanza focale 10 cm affinché i raggi emergenti siano ancora paralleli?
1. 35 cm
2. 25 cm
3. 15 cm
4. 10 cm
5. Non esiste una posizione possibile.
Quando un raggio di luce passa da un mezzo trasparente ad un altro la sua direzione di propagazione in genere viene modificata. In questo caso esiste un rapporto costante sen θ₁ / sen θ₂ dove θ₁ e θ₂ sono certi angoli definiti in base alla direzione di propagazione della luce.

In quale delle seguenti figure sono rappresentati correttamente gli angoli θ₁ e θ₂ e l'apparecchiatura che consente di confermare la relazione fra di essi?
In figura è schematizzato un proiettore da diapositive posto di fronte a uno schermo.

Se l'immagine messa a fuoco sullo schermo è troppo piccola, in che modo bisogna correggere le distanze d₁ e d₂ per ottenere un'immagine a fuoco che riempia tutto lo schermo?
1. Diminuire la distanza d₁ e aumentare la distanza d₂
2. Aumentare la distanza d₁ e aumentare la distanza d₂
3. Lasciare invariata la distanza d₁ e aumentare la distanza d₂
4. Diminuire la distanza d₁ e diminuire la distanza d₂
5. Aumentare la distanza d₁ e diminuire la distanza d₂
La figura mostra un fascio di raggi paralleli di luce bianca diretti verso la faccia AB di un prisma trasparente. Il prisma è fatto di vetro avente indice di rifrazione n₂ ed è immerso in un liquido trasparente di indice n₁.

Quali delle seguenti affermazioni sono vere?

1 - Se n₁ > n₂ la luce bianca potrebbe essere totalmente riflessa dalla faccia AB del prisma.
2 - Se n₁ = n₂ il prisma non è visibile.
3 - Se n₁ < n₂ la luce bianca viene parzialmente riflessa da AB
1. Tutte e tre
2. Solo la 1 e la 2
3. Solo la 2 e la 3
4. Solo la 1 e la 3
5. Solo la 2
Un oggetto alto 2 cm è posto a 30 cm da una lente convergente. La lente forma un'immagine reale di 4 cm di altezza.

Determinare la lunghezza focale della lente.
1. 5 cm
2. 10 cm
3. 20 cm
4. 40 cm
5. 810 cm
Un oggetto si trova nel punto X a 60 cm da una lente sottile, che ne forma un'immagine reale nel punto Y a 30 cm dalla lente.

Se l'oggetto viene gradualmente spostato avvicinandolo al fuoco F', cosa succede all'immagine?
1. Si allontana dalla lente e diventa più piccola.
2. Si avvicina alla lente e diventa più piccola.
3. Si allontana dalla lente e diventa più grande.
4. Si avvicina alla lente e diventa più grande.
5. Si allontana dalla lente e rimane delle stesse dimensioni.
Con riferimento alla situazione descritta nel quesito precedente, se l'oggetto è alto 3 cm, quanto è alta l'immagine?
1. 0.090 m
2. 0.060 m
3. 0.030 m
4. 0.015 m
5. 0.010 m
Un fascio di luce incide dall'aria in un blocco di materiale trasparente. L'angolo di incidenza è 49°, e quello di rifrazione è 30°.

Qual è la velocità della luce nel materiale trasparente, in m s^-1?
1. 1.8 x 10⁸
2. 2.0 x 10⁸
3. 2.3 x 10⁸
4. 3.0 x 10⁸
5. 4.5 x 10⁸
Il disegno schematizza un raggio di luce monocromatica che viaggia in acqua e incide sulla superficie di separazione tra l'acqua e il vetro del contenitore.

Che cosa accade al raggio di luce nel passaggio dall'acqua al vetro?
1. La velocità della luce diminuisce per cui il raggio si avvicina alla normale.
2. La velocità della luce diminuisce per cui il raggio si allontana dalla normale.
3. La velocità della luce non diminuisce ma il raggio si avvicina alla normale
4. La velocità della luce aumenta per cui il raggio si avvicina alla normale.
5. La velocità della luce aumenta per cui il raggio si allontana dalla normale.
Un oggetto viene posto a 60 cm da una lente convergente. L'immagine prodotta è rovesciata e di dimensione pari a metà di quella dell'oggetto.

Quale è la distanza focale della lente?
1. 90 cm
2. 60 cm
3. 45 cm
4. 30 cm
5. 20 cm
Un raggio di luce monocromatica entra in direzione obliqua in un recipiente pieno d'acqua, cha ha un coperchio di vetro molto spesso; il raggio colpisce uno specchio posto sul fondo, viene riflesso indietro ed esce dal recipiente.

Quale dei seguenti disegni rappresenta meglio il percorso descritto dalla luce?

NOTA: N rappresenta la direzione normale alla superficie; l'indice di rifrazione dell'acqua è 1.33, quello del vetro è compreso tra 1.5 e 1.7.
Un ingegnere, per realizzare una finestra attraverso cui osservare un esperimento, utilizza tre diverse lamine, P, Q e R di materiali plastici trasparenti. Un raggio di luce attraversa la finestra come mostrato in figura.

Quali sono i possibili valori dell'indice di rifrazione dei tre materiali plastici?
1. n_P= 1.5; n_Q= 1.9; n_R= 2.3
2. n_P= 1.5; n_Q= 1.5; n_R= 2.3
3. n_P= 2.3; n_Q= 2.3; n_R= 1.5
4. n_P= 2.3; n_Q= 1.9; n_R= 1.5
5. n_P= 1.5; n_Q= 1.5; n_R= 1.2
La figura mostra un raggio di luce che passa da un mezzo ad un altro.

Quando la luce passa dal mezzo A al mezzo B:
1. sia la velocità sia la frequenza diminuiscono.
2. la velocità diminuisce, la frequenza non cambia.
3. sia la velocità sia la frequenza restano inalterate.
4. sia la velocità sia la frequenza aumentano.
5. la velocità aumenta, la frequenza non cambia.
In figura sono illustrati un oggetto, O, e la sua immagine, I, formata da un dispositivo ottico collocato nel punto X.

Il dispositivo potrebbe essere:
1. una lente convergente.
2. una lente divergente.
3. uno specchio piano.
4. uno specchio concavo.
5. uno specchio convesso.
Una lente convergente sottile forma un'immagine reale, posta a 16 cm dalla lente, che è quattro volte più grande della sorgente.

Quale, tra quelle proposte, potrebbe essere la distanza focale della lente?
1. 3.2 cm
2. 4.0 cm
3. 6.4 cm
4. 16.0 cm
5. 64.0 cm
La figura rappresenta un raggio di luce che dall'aria passa in un liquido.

Sapendo che l'indice di rifrazione dell'aria è, con buona approssimazion n_a=1, quanto vale l'indice di rifrazione del liquido in esame?
1. sen 20° / sen 40°
2. sen 40° / sen 70°
3. sen 50° / sen 20°
4. sen 70° / sen 40°
5. sen 90° / sen 40°
Un oggetto si trova ad una distanza p = 10 cm da una lente convergente di focale f = 30 cm.

A che distanza dall'oggetto si forma l'immagine?
1. 5 cm
2. 10 cm
3. 15 cm
4. 20 cm
5. 25 cm
Una lente convergente forma in un certo punto l'immagine di un oggetto.

Cosa succede dell'immagine se la metà superiore della lente viene coperta con un cartoncino completamente opaco?
1. Metà dell'immagine scompare.
2. L'immagine rimane intera ma di dimensioni dimezzate.
3. L'immagine scompare.
4. L'immagine appare più sbiadita.
5. L'immagine si forma sul cartoncino.
In figura è mostrato un raggio di luce proveniente dalla base di un oggetto, che incide su una lente di cui il punto F è un fuoco, e sono mostrati cinque possibili raggi uscenti dalla lente.

Qual è il corretto cammino che compie il raggio di luce?
1. A
2. B
3. C
4. D
5. E
Uno studente alto 1.6 m sta in piedi a 5.0 m da una lente convergente; questa ne forma un'immagine su uno schermo posto a 50 cm oltre la lente.

Quanto è alta l'immagine dello studente sullo schermo?
1. 0.016 m
2. 0.16 m
3. 0.80 m
4. 1.6 m
5. 8.0 m
La figura mostra un oggetto O e la sua immagine I che si forma quando nel punto X viene posto uno dei seguenti componenti.

Si dica qual è il componente giusto.
1. Una lente convergente.
2. Una lente divergente.
3. Uno specchio concavo.
4. Uno specchio convesso.
5. Una lastra di vetro a facce piane e parallele.
In figura è mostrato un raggio di luce (R) che passa da un blocco di plexiglas (in basso) all'aria (in alto).

Tra i raggi indicati in figura con A, B, C, D ed E, quale corrisponde all'angolo limite?
1. A
2. B
3. C
4. D
5. E

Introduzione all'elettricità

Velocità e dispersione della luce