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Esercizi di ottica

Esercizi online e gratuiti di ottica

In questa sezione del sito sono presenti vari esercizi di ottica.

La raccolta degli esercizi di ottica di seguito proposta è rivolta sia agli studenti universitari delle facoltà scientifiche che agli studenti di licei ed istituti tecnici.

Prima di iniziare a svolgere gli esercizi ricordiamo che l'ottica è quella branca dell'elettromagnetismo (e quindi della fisica) che descrive il comportamento e le proprietà della luce e l'interazione di questa con la materia.

L'ottica comprende anche la legge di Snell, una delle due leggi che governano il fenomeno della rifrazione.

Molti fenomeni fisici, quali ad esempio arcobaleni, aloni solari e lunari e aurore boreali, possono essere spiegati dalle teorie fisiche dell'ottica.

Una branca particolare dell'ottica è l'ottica fisica che invece studia, tra le altre cose, anche i fenomeni di interferenza, diffrazione e polarizzazione della luce; nell'ottica fisica la luce viene quindi trattata come un'onda elettromagnetica, ricorrendo quindi alle equazioni di Maxwell.

Ti mettiamo infine a disposizione una calcolatrice online e gratuita utile per svolgere i calcoli degli esercizi: calcolatrice scientifica.

Esercizi di ottica

Di seguito gli esercizi di ottica elencati secondo un ordine crescente di difficoltà.

1.

Calcolare la velocità di propagazione di due diversi raggi di luce, di colore rosso e violetto, all'interno di un materiale vetroso.

Si sappia che gli indici di rifrazione del rosso e del violetto nel vetro sono rispettivamente nrosso = 1,507 e nvioletto = 1,522.

Lo svolgimento dell'esercizio lo trovi qui: velocità della luce nel vetro.

2.

Un raggio di luce incide sulla superficie di separazione aria-diamante con un angolo di incidenza di 45°.

Sapendo che l'indice di rifrazione n1 per l'aria è 1 mentre il valore n2 per il diamante è 2,42, si determini il valore dell'angolo di rifrazione.

Lo svolgimento dell'esercizio lo trovi qui: esercizio sulla legge di Snell.

3.

Un occhio emmetrope è caratterizzato da una cornea che può essere ben approssimata come uno specchio sferico convesso.

Sapendo che il raggio di curvatura è di 8 mm calcolare la sua distanza focale f e a quale distanza q dalla cornea si forma l'immagine di un oggetto posto a 25 cm da essa.

Lo svolgimento dell'esercizio lo trovi qui: esercizio sulla legge dei punti coniugati.

4.

Un videoproiettore, che ha un flusso luminoso di 5200 lm, proietta su di uno schermo un'area di proiezione di forma quadrata.

Determinare la lunghezza della diagonale dell'area di proiezione sapendo che l'illuminamento vale 1612 lx.

Lo svolgimento dell'esercizio lo trovi qui: esercizio sull'illuminamento.

5.

Una lampadina a bulbo viene montana su di un paralume a forma sferica, di diametro 30 cm. Il suo flusso luminoso vale 405 lm.

Determinare l'illuminamento del paralume e l'intensità luminosa della lampadina.

Lo svolgimento dell'esercizio lo trovi qui: intensità luminosa di una lampadina.

6.

Un faretto ed una lampadina ad incandescenza sono caratterizzate dallo stesso flusso luminoso di 1000 lm.

Calcolare:

1) l'intensità luminosa del faretto considerando l'emissione di luce uniforme in un angolo solido di 2 sr

2) l'intensità luminosa della lampadina quando essa emette luce uniformemente in tutte le direzioni tranne in un angolo solido di 0,5 sr opportunamente oscurato.

Lo svolgimento dell'esercizio lo trovi qui: calcolo della intensità luminosa.

7.

L'intensità di illuminazione della luce ricevuta dal Sole, misurata attraverso una cellula fotoelettrica, risulta pari a 2 ∙ 105 lux.

A quanto è pari l'intensità luminosa emessa dal Sole?

Lo svolgimento dell'esercizio lo trovi qui: intensità luminosa del Sole.

8.

Uno specchio sferico concavo ha una distanza focale pari a 20 cm.

Se un oggetto viene posto a distanza p dallo specchio, l'immagine che si forma risulta ingrandita di 5 volte.

Determinare p e q.

Lo svolgimento dell'esercizio lo trovi qui: esercizio su specchio sferico concavo.

9.

Si pone un oggetto dinanzi a uno specchio concavo e si rileva che l'immagine si forma a una distanza di -50 cm dallo stesso, presentando un ingrandimento uguale a 2.

Determinare la distanza dell'oggetto dal vertice e la distanza focale dello specchio.

Lo svolgimento dell'esercizio lo trovi qui: calcolo della distanza focale di uno specchio.

10.

Uno specchio piano è posto a 5 m da una sorgente che emette un raggio luminoso incidente lo specchio con un angolo di 60°.

Il raggio viene riflesso fino ad incontrare una superficie piana posta parallelamente allo specchio.

Se tutto il cammino percorso dal raggio vale 40 m, determinare a che distanza è posto lo schermo dallo specchio.

esercizio su specchio piano

Lo svolgimento dell'esercizio lo trovi qui: esercizio su specchio piano.

11.

La luce emessa da una lampadina di emergenza viene riflessa da uno specchio piano come da immagine sotto.

Considerando le distanze riportate in figura, determinare la lunghezza del cammino che il fascio di luce esegue fino ad arrivare alla parete opposta allo specchio.

Distanza percorsa da un fascio di luce

Lo svolgimento dell'esercizio lo trovi qui: distanza percorsa da un fascio di luce.

Altri esercizi di ottica:

esercizio sull'esperimento di Young

calcolo della posizione delle frange scure e delle frange luminose

esercizio su lente sottile biconvessa

esercizio su lente sottile plano convessa

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