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Titolo: riflessione totale

Per la vostra gioia, vi propongo un altro quesito preso da un test di 
ammissione alla SSIS :-)
Il testo è il seguente:
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La figura che segue è stata disegnata da uno studente. Essa rappresenta 
i raggi di luce emessi da una sorgente puntiforme S che colpiscono la 
superficie di separazione tra due mezzi ottici.
(ho riprodotto la figura qui: 
http://tinyurl.com/kg5tn
)
Osservando la figura, l'insegnante esprime alcune perplessità e pone 
allo studente la seguente domanda:
"quale delle seguenti affermazioni è falsa?"
A) si può osservare sia il percorso del raggio 1 sia quello del raggio 4
B) si può osservare sia il percorso del raggio 2 sia quello del raggio 3
C) si può osservare sia il percorso del raggio 2 sia quello del raggio 4
D) si può osservare sia il percorso del raggio 3 sia quello del raggio 4
E) nessuna delle precedenti affermazioni è falsa
-------------------------------------------------------------
Questo è quello che ho pensato io:
Il raggio 4 è una riflessione, quindi va sempre bene; i raggi 2 e 3 sono 
rifrazioni dovute al passaggio da un messo a indice di rifrazione 
maggiore a uno minore, e il raggio 1 è una rifrazione dovuta al 
passaggio da un mezzo a indice di rifrazione minore a uno maggiore.
Quindi sarebbero incompatibili le coppie 1,2 e 1,3. E ho risposto E.
Invece la risposta esatta è la A, perché evidentemente considerano il 
raggio 4 come una riflessione totale, quindi dovuto al passaggio da un n 
maggiore a uno minore. Ma il testo dice quali raggi non si possono 
osservare contemporaneamente, non vedo perché disegnare una riflessione 
non possa andare bene.
A me sembra uno dei casi in cui non si capisce se c'è il trabocchetto 
(ti faccio pensare al raggio 4 come una riflessione totale, quindi 
incompatibile con 1, invece è una semplice riflessione, chi ti ha detto 
che non puoi disegnare una riflessione?), o si sono dimenticati di 
precisare qualcosa.
O sto sbagliando clamorosamente come per i due cilindri sul piano 
inclinato? :-)
-- 
GN/\PPA
"E' meglio accendere una candela che maledire l'oscurità"
http://amnestypiacenza.altervista.org
"Undomesticated equines could not remove me"
http://www.tauristargate.net

 Il raggio 4 è una riflessione, quindi va sempre bene;
Ma no in una riflessione (parziale)solo una piccola parte viene
riflessa, il grosso passa.
In realtà è una  rifrazione, il grosso passa a c'è una piccola
riflessione.
Per cui quella disegnata è una riflessione (totale).
Il problema è che non credo che in un liceo si dica che anche con la
rifrazione parte  viene riflesso, ti ha sviato la nozione del 'un pò e
un pò'.
Io ho pensato subito a rt senza fare questo ragionamento... se disegno
una riflessione è una riflessione , non *anche* una riflessione.
Solo successivamente mi è venuta in mente  che realtà sempre in parte
passa in parte no ecc.

 Il raggio 4 è una riflessione, quindi va sempre bene;
...
Concordo pienamente, la riflessione c'e' sempre, non vedo perche' si
dovrebbe considerarla esclusivamente come una riflessione totale, quindi
anche in questo caso il quesito e' malposto.
Ciao
-- 
Giorgio Bibbiani

gnappa ha scritto:

Credo che il modo più semplice per risolvere la questione sia nel
mettersi nelle condizioni di avere una sorgente S posta in un mezzo
(come l'aria) con un indice di rifrazione n1 minore di quello del mezzo
nel quale si osserva la rifrazione, n2, e supponendo che quest'ultimo
mezzo sia isotropo, come il vetro (se ci mettiamo di fronte a mezzi
anisotropi per un esame SISS, allora ne abbiamo di tempo per risolvere
il problema!). Allora appare evidente che non è possibile
l'affermazione D perchè non è possibile osservare una riflessione
totale interna accompagnata dal raggio 3 (anche a causa della mia
scelta a priori degli indici di rifrazione). La B mi sembra una
versione "invertita" della D, pertanto la scarterei subito.
Per quanto riguarda la D, ricondando la legge di Snell, se fosse
corretta ci troveremmo di fronte a un indice di rifrazione relativo
infinito (il seno dell'angolo di rifrazione del raggio 3 è
praticamente nullo), il che non è fisicamente accettabile.
Resta pertanto la A. Ti ricordo anche che una regola di carattere
qualitativo per determinare la direzione della rifrazione è che il
raggio luminoso è sempre più vicino alla normale dal lato del mezzo
più denso.
Spero di essre stato chiaro e di non aver detto scemenze.
Ciao!

 di precisare qualcosa.
Ecco, questa volta non sono d'accordo con te, ma per una ragione
complicata :)
Tu hai visto 4 come una riflessione parziale, che come tale era
compatibile con tutte le altre. Non hai osservato che la differenza
tra i vari casi era l'angolo d'incidenza.
Inoltre non hai tenuto presente che nell'ottica della scuola
secondaria (e per buona parte anche dell'universita', quando si parla
di raggi) l'esistenza della riflessione parziale e' del tutto
ignorata.
Sfido chiunque a mostrarmi un libro dove si trovi una figura in cui il
raggio incidente e' accompagnato da *due* raggi: uno riflesso e uno
rifratto. E dove si dica che in realta' una certa frazione della luce
si riflette e un'altra si rifrange.
(Io ne conosco uno, ma da lunga pezza non lo usa piu' nessuno...)
Questo discorso lo si trova (se lo si trova...) solo se e quando si
affronta la riflessione/rifrazione delle onde e.m.
Pertanto l'autore del quiz si e' messo in quello schema: la luce *o* s
riflette *o* si rifrange, e su questa alternativa ha ragionato,
cambiando l'angolo d'incidenza.
In questo caso io non avrei avuto alcun dubbio su quello che ci si
aspettava come risposta: che 1 e' incompatibile con 4, perche' la
rifl. totale si puo' avere solo se si va n maggiore a n minore.
 
-- 
Elio Fabri

 anche in questo caso il quesito e' malposto. 
grazie :-)


Anche secondo me il quesito è mal posto. Penso che chi scriva i
quesiti pensi prima alla risposta e poi costruisca una domanda che
abbia la risposta ideata. Questo signore voleva fare qualcosa sulla
riflessione totale.
In effetti dopo aver letto il titolo del tuo post ( "riflessione
totale" ) ho pensato subito che i raggi incompatibili fossero l'uno e
il quattro, non so cosa avrei risposto senza essere stato instradato
dal titolo del tuo post.
Un attenuante a favore di chi ha formulato il quesito può essere che
nel raggio 4 non ha disegnato alcun raggio rifratto,che in maniera
inplicità può significare che non esiste il raggio rifratto.

                     
Non si può fare un percorso di studi di anni in cui dall'inizio alla 
fine ti insegnano a non dare per scontato niente, a definire con 
precisione un problema fisico, ad avere bene presente in quali casi le 
leggi che si imparano possono essere applicate, e poi imporsi di essere 
distratti e trattare un problema dimenticandosi dei pezzi.
Non ne sono capace e non credo che sia giusto :-(


 Inoltre è la natura che lo dice ;-)
Questo, almeno a livello secondario, e' proprio l'ultimo degi
argomenti.
La fisica che si studia li' (tolte le solite eccezioni) e' la fisica
del "mondo di carta" di cui parlava Galileo :-(
Compreso il Caforio-Ferilli, tanto amato da molti insegnanti, e che
spesso propone problemi che non stanno ne' in cielo ne' in terra.
Per finire, se sei di Piacenza, permettimi una domanda quasi
personale: conosci per caso Luisa Follini?
Se si', poi ti spieghero' perche' te l'ho chiesto.
 
-- 
Elio Fabri

                   
Sì, sono di Piacenza, ma no, non l'ho mai sentita.
Quindi adesso non posso sapere perché lo hai chiesto? :-)


 Quindi adesso non posso sapere perché lo hai chiesto? :-)
Era solo per stuzzicare la tua curiosita' :-)
Pero' la risposta e' un po' lunga...
Dobbiamo fare un lungo passo indietro, a oltre 40 anni fa, quando ebbe
inizio in Italia la sperimentazione del PSSC.
A quel tempo mi trovai a dirigere (nel 1962) il primo corso di
formazione per insegnanti delle classi pilota: partecipavano un po'
piu' di 20 insegnanti di varie parti d'Italia, e una di Piacenza:
Nelly Rossi.
Nel corso del tempo visitavo le varie classi, per parlare coi ragazzi;
e in quell'occasione capitai anche a Piacenza, al Liceo Classico dove
Nelly insegnava.
In quella classe c'era Luisa Follini (ma questo lo seppi dopo).
Per molti anni ho intrattenuto rapporti con Nelly, e sono tornato a
Piacenza piu' volte: fu cosi' che ritrovai Luisa che nel frattempo si
era laureata in fisica ed era diventata insegnante a sua volta.
L'ultima volta che sono stato a Piacenza e' stato 11 anni fa, per una
lezione in un ciclo organizzato dalla Fondazione Amaldi per gli
studenti dei Licei (e' ancora attiva la Fondazione?)
L'anno scorso Nelly, che era da tempo in pensione, e' morta in eta'
avanzata; e forse ora anche Luisa e' in pensione.
Pero' ho pensato, dato che Piacenza e' una citta' piccola come Pisa,
dove c'e' un liceo classico e forse due scientifici, che non fosse
troppo improbabile che tu l'avessi conosciuta come insegnante.
Potrei farti qualche altro nome: per es. Renato Sampaolo, che pero' e'
anche lui in pensione da tempo; oppure Giovanni Cervato o Giuseppe
Barabaschi, che pero' non conosco di persona.
 
-- 
Elio Fabri