Ago 22

QUIZ per i meno esperti: una candela, uno specchio e un vetro *

Fa sempre bene richiamare un po’ di ottica geometrica e questo quiz serve solo come piccolo ripasso. Prego i più esperti di attendere qualche giorno prima di rispondere, sperando che si muovano anche i “silenziosi” (mi illudo sempre...).

Il quiz è estremamente semplice e si riferisce al fenomeno della riflessione (vedi anche QUI). Ponendo qualcosa davanti a uno specchio vediamo una sua immagine “speculare”. Essa sembra esistere al di là dello specchio, mentre, in realtà, è solo un’immagine “virtuale” (se giriamo dietro allo specchio non vediamo niente!).

Proviamo a disegnare quello che capita in Fig. 1, utilizzando una candela (ma andava bene qualsiasi oggetto illuminato).

Figura 1
Figura 1

La luce emessa dall’oggetto colpisce lo specchio S e si riflette nel modo ben noto a tutti, ossia tornando indietro e facendo un angolo con la normale allo specchio uguale a quello fatto dal raggio che è arrivato su di lui. In parole più tecniche: l’angolo di incidenza è uguale all’angolo di riflessione ed entrambi valgono α.

All’osservatore O la luce giunge in modo da fargli “vedere” un’immagine apparente che sembra esistere dietro allo specchio. La distanza tra specchio e immagine d è uguale alla distanza tra oggetto reale e specchio. Questa affermazione si dimostra facilmente attraverso dei triangoli rettangoli uguali, facilmente localizzabili. L’angolo α si ripete varie volte … e potete risolvere facilmente il problemino (se non ci credete).

Analogamente si può dimostrare che l’altezza h dell’immagine è uguale a quella dell’oggetto reale.

Dopo esserci un po’ divertiti a tracciare qualche altro raggio luminoso che giunge fino all’osservatore O, veniamo al semplice quiz.

Inseriamo una lastra di vetro V di un certo spessore tra la candela e lo specchio. Ovviamente, le facce della lastra e la superficie dello specchio sono tutte piane e parallele tra loro. Senza scomodare i giochi di prestigio che svolgono i fotoni con gli elettroni e nemmeno la probabilità che essi accadano (vedi la QED), utilizziamo solo e soltanto l’ottica geometrica (ai fotoni sostituiamo dei raggi rettilinei, come fatto in Fig. 1) e rispondiamo alla domanda: “Cosa succede all’immagine della candela aggiungendo la lastra di vetro?”.

Ovviamente, oltre alla risposta scritta, è necessario fare o spiegare accuratamente il perché e il come. In altre parole, bisogna completare la Fig. 2…

Figura 2
Figura 2

Soluzione QUI

 

6 commenti

  1. PapalScherzone

    Mumble, mumble...

    Ho provato a riflettere su come incide la luce della candela sul vetro e forse ho trovato un suggerimento QUI (fig. 66), ma sono un po' testone e non ho capito come utilizzarlo! :(

    Qualcuno ce la fa ad aiutarmi??  :wink:   :mrgreen:

  2. di corsa... provate a disegnare il percorso del raggio luminoso con il vetro in mezzo...

  3. Arturo Lorenzo

    Sembrerebbe che l'immagine riflessa nello specchio si avvicini all'osservatore, rispetto al caso dello specchio senza il vetro interposto. (scusate per la crocetta visibile in alo a sinistra nel disegno, è il cursore di autocad...  :-D  )

  4. Arturo Lorenzo

    così ?

    anche con questo quiz, ho cercato una conferma... sperimentale, ma non disponendo di un pezzo di vetro spesso, ho provato con dell'acqua in un contenitore, sul cui fondo ho adagiato uno specchio. OK, l'indice di rifrazione dell'acqua è minore di quello del vetro, ma mi è parso di vedere avvicinarsi l'oggetto riflesso nello specchio, se osservato attraverso l'acqua.

     

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:wink: :twisted: :roll: :oops: :mrgreen: :lol: :idea: :evil: :cry: :arrow: :?: :-| :-x :-o :-P :-D :-? :) :( :!: 8-O 8)

 

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