Fisica - Scuola secondaria di secondo grado Le equazioni di Maxwell e le onde elettromagnetiche Le onde elettromagnetiche Proprietà di un'onda elettromagnetica

Le equazioni di Maxwell e onde elettromagnetiche

20 esercizi

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Fisica

Dalla seconda legge di Maxwell, si può dedurre che:

A: la corrente di spostamento è proporzionale alla variazione nel tempo del flusso del campo elettrico.

B: il campo elettrico e il campo magnetico sono entità separate.

C: la variazione nel tempo del flusso del campo magnetico è uguale a zero.

D: il campo elettrico indotto non è un campo conservativo.

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Fisica

La quarta equazione di Maxwell:

A: contiene un termine chiamato corrente di spostamento.

B: generalizza il teorema della circuitazione di Ampère.

C: si applica soltanto a campi elettrici che non variano nel tempo.

D: si ottiene per simmetria dalla terza, scambiando i ruoli del campo elettrico e del campo magnetico.

E: lega il campo magnetico alle sue sorgenti.

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A: La luce è un'onda elettromagnetica.

B: In un'onda elettromagnetica il campo elettrico e il campo magnetico sono paralleli tra loro, ma perpendicolari alla direzione di propagazione dell'onda.

C: Il rapporto tra le intensità del campo elettrico e del campo magnetico di un'onda elettromagnetica è dato dalla velocità della luce.

D: Il campo elettromagnetico si manifesta soltanto nelle vicinanze delle sorgenti che lo generano.

E: La velocità di propagazione di un'onda elettromagnetica è data dalla radice quadrata del rapporto tra la costante dielettrica e la permeabilità magnetica del vuoto.

Vero o falso

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Fisica

Per quale ragione un'onda elettromagnetica riesce a propagarsi nel vuoto?

A: Perché nelle onde elettromagnetiche non oscilla un mezzo materiale, ma variano nello spazio e nel tempo le intensità dei campi elettrico e magnetico.

B: In realtà le onde elettromagnetiche che si propagano nel vuoto sono solo quelle caratterizzate da frequenze elevatissime.

C: Perché si propaga alla velocità della luce.

D: Perché il campo elettrico e il campo magnetico sono perpendicolari tra loro.

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Se sei investito da una radiazione elettromagnetica con una lunghezza d'onda di 10 m, che cosa stai facendo?

A: Stai telefonando col cellulare.

B: Ti stai facendo una radiografia.

C: Stai prendendo il sole in spiaggia.

D: Stai ascoltando la radio.

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Quale grandezza hanno sempre in comune la luce del sole e una radiazione infrarossa?

A: La frequenza.

B: L'intensità del campo magnetico.

C: La velocità di propagazione.

D: L'energia trasportata.

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Un'onda elettromagnetica viaggia nel vuoto. Che cosa dovresti fare per triplicare la sua lunghezza d'onda?

A: Ridurre la velocità a un terzo del suo valore iniziale.

B: Triplicare l'ampiezza del campo elettrico e del campo magnetico che compongono l'onda.

C: Triplicare la frequenza dell'onda.

D: Ridurre la frequenza a un terzo del suo valore iniziale.

E: Triplicare la velocità dell'onda.

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La figura mostra un sistema di assi cartesiani xyz. Una spira circolare metallica giace nel piano zx. Quando nello spazio circostante è attivo un circuito LC, la spira rileva un'onda elettromagnetica.
Quale delle seguenti affermazioni è corretta?

A: L'onda viaggia lungo l'asse y e il suo campo elettrico oscilla lungo l'asse x.

B: L'onda viaggia lungo l'asse x e il suo campo elettrico oscilla lungo l'asse y.

C: L'onda viaggia lungo l'asse z e il suo campo elettrico oscilla lungo l'asse y.

D: L'onda viaggia lungo l'asse y e il suo campo elettrico oscilla lungo l'asse z.

E: L'onda viaggia lungo l'asse z e il suo campo elettrico oscilla lungo l'asse x.

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Un'onda elettromagnetica viaggia nel vuoto. Le ampiezze del campo magnetico e del campo elettrico dell'onda sono ________; le energie trasportate dal campo elettrico e dal campo magnetico sono ________.

Completamento chiuso

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L'irradiamento di un'onda elettromagnetica è il ________ fra la ________ elettromagnetica che attraversa ________ una superficie e l' ________ della superficie.

Posizionamento

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Un'onda elettromagnetica viaggia nel vuoto. Supponiamo che all'improvviso l'intensità del campo elettrico dell'onda raddoppi.
Cosa succede al campo magnetico B, alla densità di energia totale u e l'irradiamento S dell'onda?

A: B aumenta di un fattore quattro, u aumenta di un fattore quattro, S aumenta di un fattore quattro.

B: B raddoppia, u aumenta di un fattore quattro, S raddoppia.

C: B raddoppia, u raddoppia, S raddoppia.

D: B raddoppia, u aumenta di un fattore quattro, S aumenta di un fattore quattro.

E: B raddoppia, u si dimezza, S si dimezza.

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Fisica

Un'onda elettromagnetica che viaggia nel vuoto ha un campo magnetico di valore efficace pari a 1,71 x 10^-6 T.
Quanto vale l'irradiamento dell'onda?

S = ________ J/sּm²

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

Completamento aperto

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Fisica

Quale delle seguenti affermazioni relative a un'onda elettromagnetica è sempre falsa?

A: Un'onda elettromagnetica può essere completamente non polarizzata.

B: Un'onda elettromagnetica può essere polarizzata linearmente.

C: Un'onda elettromagnetica è sempre trasversale.

D: Un'onda elettromagnetica è sempre longitudinale.

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La luce polarizzata può essere prodotta a partire da luce non polarizzata utilizzando particolari materiali, chiamati polarizzatori.
Questi materiali consentono di essere attraversati solo alla componente del campo ________ in una particolare direzione, mentre ________ le componenti del campo ________ a questa direzione. La direzione di ________ che riesce ad attraversare il materiale si dice asse di ________.

Posizionamento

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Fisica

Consideriamo un polarizzatore con l'asse di trasmissione verticale investito da una luce completamente non polarizzata.
Quanto vale l'intensità della luce che riesce ad attraversarlo?

A: L'irradiamento resta lo stesso.

B: L'irradiamento della luce uscente diminuisce perché l'asse di trasmissione è verticale.

C: L'irradiamento della luce che attraversa il polarizzatore raddoppia.

D: L'irradiamento della luce che attraversa il polarizzatore è la metà di quella incidente.

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Fisica

La figura mostra due polarizzatori con gli assi di trasmissione orientati verticalmente. Consideriamo un fascio di luce proveniente da sinistra. Supponiamo che esso possa essere completamente non polarizzato o polarizzato verticalmente. In entrambi i casi l'intensità media della luce incidente è la stessa e fuoriesce dal polarizzatore di destra.
Quale delle seguenti affermazioni è corretta?

A: L'intensità della luce uscente è più grande quando la luce incidente è completamente polarizzata.

B: L'intensità della luce uscente è la stessa per i due tipi di radiazione incidente.

C: L'intensità della luce uscente è più grande quando la luce incidente è completamente non polarizzata.

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Fisica

Il primo polarizzatore ha l'asse di trasmissione verticale, mentre il secondo orizzontale. Consideriamo un fascio di luce proveniente da sinistra. Supponiamo che esso possa essere completamente non polarizzato o polarizzato verticalmente. In entrambi i casi l'intensità media della luce incidente è la stessa.
Quale delle seguenti affermazioni è corretta?

A: Sia la luce polarizzata che quella non polarizzata riescono a fuoriuscire dal secondo polarizzatore.

B: La luce non polarizzata proveniente da sinistra riesce a fuoriuscire dal secondo polarizzatore, quella polarizzata viene completamente assorbita.

C: La luce polarizzata proveniente da sinistra riesce a fuoriuscire dal secondo polarizzatore, quella non polarizzata viene completamente assorbita.

D: Sia la luce polarizzata che quella non polarizzata vengono completamente assorbite.

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Il polarizzatore 1 ha l'asse di trasmissione allineato verticalmente, mentre l'asse del polarizzatore 2 è inclinato di 45° rispetto alla verticale. Una luce polarizzata verticalmente può giungere in prossimità dei polarizzatori da destra o da sinistra. In entrambi i casi l'intensità della luce è la stessa. Quale delle seguenti affermazioni relative all'intensità della luce trasmessa dai due polarizzatori è corretta?

A: L'intensità della luce trasmessa è uguale alla metà dell'intensità della luce incidente, sia che questa provenga da sinistra che da destra.

B: Quando la luce proviene da sinistra, l'intensità della luce trasmessa è uguale alla metà della luce incidente; quando la luce proviene da destra viene totalmente assorbita.

C: Quando la luce proviene da sinistra, l'intensità della luce trasmessa è uguale alla metà della luce incidente; quando la luce proviene da destra l'intensità della luce trasmessa è uguale a un quarto della luce incidente.

D: L'intensità della luce trasmessa è uguale a un quarto dell'intensità della luce incidente, sia che questa provenga da sinistra che da destra.

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Fisica

Maxwell, dopo aver generalizzato il ________ a campi elettrici e magnetici ________ nel tempo (e non più solo statici), nel 1873 pubblica le quattro equazioni che portano il suo nome.
La ________ e la quarta equazione di Maxwell esprimono un legame profondo tra il campo elettrico e quello magnetico che adesso non sono più ________ tra loro come nel caso ________, ma sono aspetti diversi di un unico ente fisico, il campo elettromagnetico.

Posizionamento

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Un'onda elettromagnetica con campo elettrico di valore efficace pari a 50 N/C incide su una superficie riflettente. Supponi che l'onda si propaghi nel vuoto e calcola la pressione di radiazione.
p = ________x 10^-8 Pa

Completamento aperto

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