II H Svolgimento del compito di fisica del 21 ottobre 2011

1. In figura il raggio incidente i, il raggio riflesso i’ e il raggio rifratto r’.
Passando dal mezzo 1 al mezzo 2 il raggio si allontana dalla perpendicolare alla superficie di separazione dei due mezzi, pertanto, per la seconda legge della rifrazione espressa in modo qualitativo, il mezzo 1 è più denso (otticamente) del mezzo 2.

2. a) Sulla base della sola osservazione dei raggi non è possibile stabilire da dove proviene il raggio per la legge di invertibilità del cammino ottico. Infatti essa afferma che se la luce passa da un mezzo * a un mezzo #, formando un angolo di incidenza uguale a i e un angolo di rifrazione uguale ad r, allora quando passa da # a * farà il cammino inverso con un angolo di incidenza uguale a r e un angolo di rifrazione uguale ad i. b) E’ possibile invece stabilire quale dei due è più denso: [fila A] poiché il raggio in * è più vicino alla normale rispetto al raggio in #, affermiamo che * è più denso (otticamente) di # ; [fila B] poiché il raggio in # è più vicino alla normale rispetto al raggio in *, affermiamo che # è più denso (otticamente) di *.
3. Nello schema della eclissi, la Luna va collocata sensibilmente più vicino alla Terra, in modo che il suo cono d’ombra investa una porzione maggiore della superficie terrestre. A) Falso: la minore distanza tra Terra e Luna permette ugualmente che avvengano eclissi parziali come è possibile notare nella figura precedente, semmai la zona di penombra è meno estesa rispetto alla situazione attuale; b) Vero: oggi l’eclissi anulare avviene solo quando la Luna è in apogeo (posizione di massima distanza dalla Terra), in essa il cono d’ombra della Luna non raggiunge la Terra, mentre nelle eclissi totali la raggiunge oscurando una ristretta porzione della superficie terrestre; milioni di anni fa, quando Sole, Luna e Terra erano allineati, il cono d’ombra del nostro satellite investiva sempre la Terra, pertanto avvenivano solo eclissi totali e mai anulari.
4. a) [Disegno] b) Il raggio incidente sull’intercapedine di aria provenendo dal vetro viene rifratto allontanandosi dalla perpendicolare alla superficie di separazione, poi viene rifratto nuovamente passando dall’aria al vetro avvicinandosi alla normale. Per la legge di invertibilità del cammino ottico già enunciata in 2.a) il raggio incidente e il raggio emergente sono paralleli.
5. Occorre ripetere due volte una costruzione come quella riportata nel libro di testo a pag. 218. Rispettando la seconda legge delle rifrazione e associando un angolo di rifrazione maggiore ad angolo di incidenza maggiore, di uno stesso punto della riga si ottengono due immagini una a minore profondità dell'altra.