OII 2004 Nazionale Sperimentale

Indice di rifrazione di un liquido (totale 200 punti)

Griglia di valutazione — Gara Nazionale Sperimentale 2004 (22 Aprile 2004)

Il documento è la griglia di valutazione della prova sperimentale. La prova assegna al candidato il compito di determinare l’indice di rifrazione di un liquido incognito contenuto in un recipiente cilindrico sigillato, utilizzando il metodo degli spilli per tracciare i raggi luminosi rifratti. Dalla griglia si ricostruisce la seguente struttura:

1.a — Preparazione (12,5 pt)

Si valutano:

• contorno del cilindro/recipiente tracciato correttamente;
• contorno del menisco del liquido;
• contorno netto senza aberrazioni ottiche apprezzabili.

1.b — Illuminazione e misurazioni con spilli (85 pt)

Si valutano:

• accorgimenti nella fase di osservazione: distribuzione degli angoli di osservazione appropriata in base al raggio del recipiente; angoli di incidenza nell’intervallo $19^{\circ }$–$35^{\circ }$;
• accorgimenti per ridurre errori di allineamento: numero di spilli $>2$ per ogni raggio, o allineamento verificato; percorso ottico ben definito;
• disegno dei raggi rifratti: ordinato e leggibile; coordinata della direzione del raggio ben definita;
• valori corretti degli angoli di incidenza $i$ e di rifrazione $r$.

1.c — Elaborazione dei dati (19,5 pt)

Si valutano:

• calcolo dei valori di $\sin i$ e $\sin r$ per ciascuna coppia di raggi;
• calcolo della media di $\sin i/\sin r$;
• costruzione del grafico $\sin i$ vs $\sin r$ e determinazione della pendenza della retta media;
• determinazione di $n$ tramite la legge di Snell: $n=\frac{\sin i}{\sin r}$;
• inserimento e propagazione delle incertezze di misura.

La griglia prosegue nelle pagine successive con i criteri di valutazione delle parti rimanenti della prova.

Topic: Geometric Optics Metodi: Snell’s Law, Graph Linearization, Error Propagation Competenze: Experimental Data Analysis, Measurement & Instrumentation Objects: Container Fonte: Testo (PDF) — p.1 Soluzione: Soluzioni (PDF)

Indice di rifrazione di un liquido (totale 200 punti)

Griglia di valutazione — Gara Nazionale Sperimentale 2004 (22 Aprile 2004)

The document shall be the evaluation grid for the experimental test. The test assigns the candidate the task of determining the refractive index of an unknown liquid contained in a sealed cylindrical container, using the spindle method to track the reflected light rays. The following structure is reconstructed from the grid:

1.a — Preparazione (12,5 pt)

They are assessed:

• the cylinder/container contour drawn correctly;
• the contour of the meniscus of the liquid;
• a clear contour without appreciable optical aberrations.

**1.b Lighting and measurements with spikes (85 pt) **

They are assessed:

• observational phase approaches: distribution of the appropriate observation angles according to the radius of the container; incidence angles in the range 19^\circ$$35^\circ;
• measures to reduce alignment errors: number of spikes $>2$ per radius, or verified alignment; well-defined optical path;
• a drawing of the reflected beams: ordered and legible; the direction of the beam coordinate clearly defined;
• valori corretti degli angoli di incidenza $i$ e di rifrazione $r$.

**1.c Data processing (19.5 pts) **

They are assessed:

• calculation of the values of $\sin i$ and $\sin r$ for each pair of beams;
• calculation of the mean $\sin i/\sin r$;
• the construction of the graph $\sin i$ vs $\sin r$ and determination of the slope of the straight average;
• determination of $n$ by Snell’s law: $n=\frac{\sin i}{\sin r}$;
• insertion and propagation of measurement uncertainties.

The grid continues on the following pages with the evaluation criteria for the remaining parts of the test.

Topic: Geometric Optics Metodi: Snell’s Law, Graph Linearization, Error Propagation Competenze: Experimental Data Analysis, Measurement & Instrumentation Objects: Container Fonte: Testo (PDF) — p.1 Soluzione: Soluzioni (PDF)