Fisica - Scuola secondaria di secondo grado Ottica geometrica e ottica fisica La rifrazione Seconda legge della rifrazione

La rifrazione della luce: le lenti e gli strumenti ottici

20 esercizi

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I disegni mostrano due esempi in cui un raggio di luce è rifratto all'interfaccia tra due liquidi. In entrambi gli esempi il raggio incidente è nel liquido A e colpisce l'interfaccia con lo stesso angolo d'incidenza. In un caso il raggio è rifratto nel liquido B, e nell'altro è rifratto nel liquido C. Le linee tratteggiate indicano le perpendicolari alle interfacce. Metti gli indici di rifrazione dei tre mezzi in ordine decrescente.

A: n_A, n_C, n_B.

B: n_C, n_B, n_A.

C: n_B, n_A, n_C.

D: n_A, n_B, n_C.

E: n_C, n_A, n_B.

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Nel caso dell'esempio illustrato dalla figura, calcola il rapporto n₁/n₂ degli indici di rifrazione dei due materiali.

n₁/n₂ = ________

Per i numeri decimali usa la virgola e non il punto (per es. 56,2 e non 56.2). Fai attenzione alle cifre significative!

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I disegni mostrano due esempi in cui un raggio di luce è rifratto all'interfaccia tra due liquidi. In ogni esempio, il raggio incidente è nel liquido A e colpisce l'interfaccia con lo stesso angolo d'incidenza. In un caso il raggio è rifratto nel liquido B, e nell'altro è rifratto nel liquido C. Le linee tratteggiate indicano le perpendicolari alle interfacce. Metti gli indici di rifrazione dei tre mezzi in ordine decrescente.

A: n_B, n_C, n_A.

B: n_B, n_A, n_C.

C: n_C, n_B, n_A.

D: n_A, n_C, n_B.

E: n_C, n_A, n_B.

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Un'oliva è sul fondo di un bicchiere d'alcol (n = 1,36) a 6,00 cm di profondità. Qual è la profondità apparente d′ dell'oliva per una persona che guarda dall'alto? Esprimi il risultato con tre cifre significative (es., 12,3 o 1230).

d′ = ________ cm

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Una moneta è deposta sul fondo di un vaso vuoto. In seguito il vaso è riempito fino all'orlo e svuotato per tre volte, ogni volta con un liquido diverso. Un osservatore (nell'aria) è direttamente al di sopra della moneta e la sta osservando. Con il vaso riempito del liquido A, la distanza apparente della moneta è di 7 cm, con il liquido B è di 6 cm e con il liquido C è di 5 cm. Metti gli indici di rifrazione dei tre liquidi in ordine decrescente.

A: n_A, n_B, n_C.

B: n_A, n_C, n_B.

C: n_C, n_A, n_B.

D: n_C, n_B, n_A.

E: n_B, n_A, n_C.

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L'indice di rifrazione del materiale A è maggiore dell'indice di rifrazione del materiale B, Un raggio luminoso incide sull'interfaccia tra questi due materiali in vari modi, come illustrato dal disegno. La linea tratteggiata indica la perpendicolare all'interfaccia. Quale di questi diagrammi mostra una situazione che non è possibile?

A: I.

B: II.

C: IV.

D: III.

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Questo diagramma mostra un blocco rettangolare di vetro (n = 1,52) circondato dall'aria. Un raggio di luce parte dall'interno del vetro e si propaga verso il punto A, dove una parte o la totalità del raggio è riflessa verso il punto B. In quale dei due punti una parte della luce può uscire dal vetro?

A: Né nel punto A, né nel punto B.

B: Sia nel punto A, sia nel punto B.

C: Solo nel punto A.

D: Solo nel punto B.

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Un diamante (n = 2,42) è appoggiato sul tavolo. Un raggio di luce incide su una faccia della pietra. Se il raggio rifratto è perpendicolare al raggio riflesso, questo risulterà perfettamente polarizzato.
Con che angolo θ deve incidere il raggio sulla faccia del diamante perché si verifichi questa condizione? Esprimi il risultato con tre cifre significative (es., 12,3 o 1230).

θ = ________°

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Gli indici di rifrazione per la luce rossa, verde e violetta in un vetro sono rispettivamente n_rosso = 1,520, n_verde = 1,526 e n_violetto = 1,538. Quando un raggio luminoso attraversa una lastra di quel vetro, il raggio che emerge al di fuori della lastra è parallelo al raggio incidente, ma è spostato rispetto ad esso. Se il vetro è circondato da aria, quale colore subisce lo spostamento maggiore?

A: Il rosso.

B: Tutti i colori sono spostati nello stesso modo.

C: Il violetto.

D: Il verde.

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Una luce contenente una miscela di rosso e di violetto incide su un'interfaccia vetro-aria, come mostrato nel diagramma. Gli indici di rifrazione per il rosso e il violetto nel vetro sono n_rosso = 1,520, n_violetto = 1,538. Quale o quali colori possono entrare nell'aria?

A: Sia il violetto, sia il rosso.

B: Né il violetto, né il rosso.

C: Solo il violetto.

D: Solo il rosso.

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Un oggetto è disposto alla sinistra di una lente. Un raggio luminoso originato dall'oggetto si propaga vicino e parallelo all'asse principale della lente. Il raggio attraversa la lente. Quale delle seguenti affermazioni dice il vero sul raggio?

A: Il raggio passa per uno dei punti focali della lente, ma solo se la lente è convergente.

B: Il raggio attraversa uno dei punti focali della lente, ma solo se la lente è divergente.

C: Il raggio attraversa uno dei punti focali della lente, indipendentemente dal fatto che la lente sia convergente o divergente.

D: Il raggio passa attraverso la lente senza cambiare direzione, indipendentemente dal fatto che la lente sia convergente o divergente.

E: Il raggio attraversa l'asse principale a una distanza dalla lente uguale al doppio della lunghezza focale, indipendentemente dal fatto che la lente sia convergente o divergente.

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Quale tipo d'immagine una lente convergente singola non può produrre?

A: Un'immagine reale che sia rovesciata e ingrandita rispetto all'oggetto.

B: Un'immagine virtuale che sia diritta e ingrandita rispetto all'oggetto.

C: Un'immagine reale che sia rovesciata e ridotta rispetto all'oggetto.

D: Un'immagine virtuale che sia rovesciata e ridotta rispetto all'oggetto.

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Che tipo di lente usata singolarmente produce un'immagine virtuale che sia invertita rispetto all'oggetto?

A: Né una lente convergente né una lente divergente possono produrre un'immagine come quella descritta.

B: Sia una lente convergente sia una lente divergente possono produrre un'immagine come quella descritta.

C: Una lente divergente.

D: Una lente convergente.

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Un oggetto è posto a 8,0 cm da una lente convergente la cui lunghezza focale misura 10 cm. L'altezza dell'oggetto è 0,50 cm.
Quant'è l'altezza h_i dell'immagine?

h_i = ________ cm

Per i numeri decimali usa la virgola e non il punto (per es. 56,2 e non 56.2). Fai attenzione alle cifre significative!

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Una persona affetta da miopia porta degli occhiali correttivi. Le lenti degli occhiali hanno una lunghezza focale di -415 cm e sono indossate a 2,0 cm dagli occhi.
Quanto vale la distanza d del punto remoto della persona dagli occhi?

d = ________ cm

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Due lenti convergenti hanno la stessa lunghezza focale di 5,00 cm. Hanno inoltre l'asse principale in comune e sono separate da una distanza di 21,0 cm. Un oggetto è collocato 10,0 cm alla sinistra della coppia di lenti.
A quale distanza dalla lente di destra si forma l'immagine prodotta da questo sistema di due lenti?

Distanza dell'immagine = ________ cm

Per i numeri decimali usa la virgola e non il punto (per es. 56,2 e non 56.2). Fai attenzione alle cifre significative!

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Di seguito sono elencate alcune affermazioni sul potere rifrattivo delle lenti. Quali di queste sono false?
A. Un potere rifrattivo positivo significa che una lente crea sempre un'immagine ingrandita rispetto all'oggetto.
B. Due lenti con lo stesso potere rifrattivo hanno la stessa lunghezza focale.
C. Una lente con un potere rifrattivo positivo è una lente convergente, mentre una lente con un potere rifrattivo negativo è una lente divergente.
D. Due lenti con poteri rifrattivi differenti possono avere la stessa lunghezza focale.
E. Se una lente ha potere rifrattivo doppio rispetto a un'altra, significa la sua lunghezza focale è il doppio di quella dell'altra.

A: B, C, D.

B: A, B, C.

C: A, D, E.

D: C, D, E.

E: B, C, E.

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Di seguito sono elencate le dimensioni angolari e le distanze di tre oggetti A, B e C da un osservatore. In ogni caso la dimensione angolare è piccola. Metti gli oggetti in ordine decrescente per dimensioni reali.
A: θ; d₀.
B: 2θ; 2d₀.
C: θ; 2d₀.

A: C, A, B.

B: A, B, C.

C: B, C, A.

D: B, A, C.

E: A, C, B.

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Usato nelle condizioni corrette, un telescopio astronomico ha un ingrandimento angolare di -125. Come sarebbe l'ingrandimento angolare M se l'obiettivo e l'oculare venissero scambiati?

M = - ________ x 10^-3

Per i numeri decimali usa la virgola e non il punto (per es. 56,2 e non 56.2). Fai attenzione alle cifre significative!

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Fisica

Quale delle seguenti opzioni completa meglio questa frase?
Il fatto che l'indice di rifrazione dipende dalla lunghezza d'onda è causa di...

A: ...aberrazione sferica e aberrazione cromatica.

B: ...aberrazione cromatica.

C: ...dispersione e aberrazione cromatica.

D: ...aberrazione sferica.

E: ...dispersione.

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