Energy Engineering - Onde e ottica

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ONDE E OTTICA - ESAME 22 luglio 2021 ESERCIZIO n° 1 Due sorgenti puntiformi A1 e A 2 emettono in modo isotropo nel vuoto delle onde sferiche, monocromatiche di lunghezza d'onda  = 20 cm, polarizzate linearmente con il vettore campo elettrico diretto perpendicolarmente al piano della figura. Le due onde sono coerenti con i trasmettitori A 1 e A 2 collegati in modo tale da poter variare con continuità la loro fase relativa di emissione . Le due sorgenti hanno la stessa potenza media W = 1O watt. Posto un ricevitore a distanza d1 = 100 cm da A 1 e d2 = 90 cm da A 2, a) quanto deve valere  perché il ricevitore registri un massimo di intensità? b) Quanto vale tale intensità media? - commentare adeguatamente ogni formula e chiarire il significato di ogni grandezza utilizzata - sostituire i valori numerici solo alla fine - SCRIVERE IN MODO CHIARO sul foglio ESERCIZIO n° 2 Una canna d’organo è accordata per emettere sull’armonica fondamentale una frequenza f0 = 220 Hz (La3) e tra le armoniche emess e dalla canna esiste anche il La5 a f = 880 Hz. La velocità di propagazione delle onde risulta v=343 m/s. Si determinino: a) la lunghezza L della c anna, giustificando la risposta; b) la temperatura dell’aria, conside randola un gas perfetto biatomico; c) l’intensità, espressa in decibel, del suono percepito da un ascoltatore posto a 20 m, supponendo che la canna d’organo emetta da una delle estremità una potenza di 100mW; d) l’ampiezza dello spostamento delle molecole, presso l’ascoltatore , nell’ipotesi del punto c. COSTANTI (valori che possono essere utili nella soluzione degli esercizi)  Costante universale dei gas ideali R = 8.31 J/(mol K) ;  Massa mol are dell’aria M = 29 g/mo l;  densità dell’aria 0=1.2 08 kg/m 3;  Soglia di udibilità: I0=10 -12 W/m 2;  Pressione atmosferica: 101325 Pa - commentare adeguatamente ogni formula e chiarire il significato di ogni grandezza utilizzata - sostituire i valori numerici solo alla fine - SCRIVERE IN MODO CHIARO A2 A1 d1 d2 ricevitore ONDE E OTTICA - ESAME 22 luglio 2021 TEORIA Si descriva (brevemente) il fenomeno della diffrazione mettendo in evidenza i punti chiave e si ricavi la figura di diffrazione di Fraunhofer dovuta a una fenditura rettangolare (di larghezza infinita), disc utendo il risultato ottenuto. - commentare adeguatamente ogni formula e chiarire il significato di ogni grandezza utilizzata - SCRIVERE IN MODO CHIARO RISPOSTE ESERCIZIO n° 1 a)  = (2n+1) b) ������= ������ 4������(1 ������1+ 1 ������1)2= 3.55 ������ /������ 2 (vedere es 7.14, 7.15, … ) ESERCIZIO n° 2 a) L= v / (2 n f 0) = 0.779 m b) v= (γRT/M )1/2 T=20°C c) I = 1.99×10 -5 W/m 2 ; IdB=73 dB d) Z0= ρ v = 414 Pa s/m ; A = (I / 2 2 Z0 f02)1/2 = 2.24 10 -7 m = 224 nm (vedere es 3.19, 2.23 e 2.22 ) TEORIA vedere paragrafo 5-3-1 del libro