Gratis · 4ª superiore · 50 minuti · 15 quesiti · nessuna penalità

Verifica di fisica simulata — 4ª: l'ottica ondulatoria.

15 quesiti estratti a caso da una banca di 25, sul blocco di programma che il tuo professore sta chiudendo: ogni tentativo è una prova diversa. Nessuna penalità per le risposte sbagliate, quindi rispondi anche se non sei sicuro. Alla fine ricevi via email la risposta corretta di ogni quesito e i punti deboli per argomento — con un account li vedi subito qui in pagina. La soluzione passo passo si sblocca con la prima lezione.

ItalianoEnglishLe domande di questo simulatore sono in italiano, come nella prova vera.

Prova preparata da Gaetano Livornese · Ingegnere aerospaziale, Politecnico di Milano · tutor di matematica e fisica · aggiornata ottobre 2026

Programma coperto dalla prova

Natura ondulatoria della luce e sorgenti coerenti
Lunghezza d’onda, frequenza e indice di rifrazione
Esperimento di Young: massimi, minimi e frangia centrale
Distanza fra le frange e ruolo di d, λ e L
Differenza di cammino e ordine della frangia
Diffrazione da una fenditura singola
Reticolo di diffrazione: passo e ordini
Spettri con luce bianca e nitidezza dei massimi

Due esercizi svolti dalla prova

Quesito 1 · Ottica ondulatoria: Young, diffrazione, reticoli · Natura ondulatoria della luce

Perché puntando due normali lampadine su uno schermo non si vedono frange di interferenza?

APerché le lampadine emettono troppa poca luce.
BPerché le due sorgenti non sono coerenti: la loro differenza di fase cambia in modo casuale milioni di volte al secondo, e la figura si media in una illuminazione uniforme.risposta corretta
CPerché la luce delle lampadine non è un'onda.
DPerché le lampadine sono troppo lontane fra loro rispetto alla lunghezza d'onda.

Soluzione

Per vedere frange stabili serve che la differenza di fase fra le due onde in ogni punto resti costante nel tempo: due sorgenti così si dicono coerenti.

Una lampadina emette invece luce da miliardi di atomi indipendenti, con fasi casuali che cambiano continuamente: massimi e minimi si spostano troppo rapidamente perché l'occhio (o una macchina fotografica) li possa distinguere, e resta solo la somma delle intensità.

È per questo che Young usò una sola sorgente e la divise in due con le fenditure: così le due onde partono sempre in fase fra loro. Il laser risolve il problema all'origine, perché emette luce già coerente.

Sulla distanza fra le lampadine: è vero che, essendo enorme rispetto a $λ$ , le frange sarebbero comunque fittissime ( $Δ y = λ L / d$ diventa microscopico) — ma quello è un problema di risoluzione, che si aggirerebbe ingrandendo. L'incoerenza no: la figura non esiste proprio, e nessun ingrandimento la farebbe comparire. Per questo è la ragione decisiva.

Quesito 2 · Ottica ondulatoria: Young, diffrazione, reticoli · Natura ondulatoria della luce

Un raggio di luce verde di lunghezza d'onda $λ_{0} = 500 nm$ nel vuoto entra nell'acqua, che ha indice di rifrazione $n = 1, 33$ .

Che cosa succede a frequenza e lunghezza d'onda?

ALa frequenza resta $6, 0 \times 1 0^{14} Hz$ e la lunghezza d'onda diventa circa $376 nm$ .risposta corretta
BLa frequenza diminuisce di 1,33 volte e la lunghezza d'onda resta $500 nm$ .
CAumentano entrambe di 1,33 volte.
DLa frequenza resta la stessa e la lunghezza d'onda diventa circa $665 nm$ .

Soluzione

La frequenza è fissata dalla sorgente e non cambia mai passando da un mezzo all'altro:

$f = \frac{c}{λ _{0}} = \frac{3 , 0 \times 1 0 ^{8}}{5 , 0 \times 1 0 ^{- 7}} = 6, 0 \times 1 0^{14} Hz$

Nel mezzo la luce rallenta, $v = c / n$ , quindi da $v = λ f$ segue che ad accorciarsi è la lunghezza d'onda:

$λ = \frac{λ _{0}}{n} = \frac{500}{1 , 33} \approx 376 nm$

Due conseguenze utili: il colore percepito non cambia sott'acqua, perché dipende dalla frequenza; e le frange di interferenza si stringono, perché dipendono dalla lunghezza d'onda nel mezzo.

Moltiplicare per $n$ invece di dividere ( $665 nm$ ) equivale a dire che la luce nell'acqua è più veloce che nel vuoto: impossibile.

Nella simulazione online trovi altri 13 quesiti come questi; risposta corretta di ogni quesito via email.

Preferisci la carta? Scarica la prova in PDF (15 quesiti, 4 pagine · 80 KB, da stampare). Le soluzioni le ricevi via email dopo averla fatta online.

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Come è fatta la verifica di fisica su ottica ondulatoria

L’esperimento di Young con la posizione delle frange e la distanza fra due massimi consecutivi, la diffrazione da fenditura singola, un reticolo con il passo e gli ordini visibili, e una domanda sugli spettri in luce bianca.

L'errore che costa il voto

Scambiare le condizioni di massimo e di minimo: nella doppia fenditura i massimi hanno differenza di cammino multipla intera di λ, i minimi semi-intera — e nella fenditura singola le condizioni sono scambiate rispetto a quelle di Young, che è esattamente dove si sbaglia.

Come usare questa simulazione

Falla una prima volta a freddo, senza ripassare e con il timer acceso: serve a sapere da dove parti, non a fare bella figura. Guarda poi i punti deboli per argomento, ripassa solo quelli — di solito sono due o tre, non tutto il capitolo — e rifalla dopo qualche giorno. I 15 quesiti sono estratti da una banca di 25, quindi la seconda prova non è la stessa e il punteggio è confrontabile davvero.

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