Buenos días, mis físicos, aquí os dejo las soluciones a los ejercicios 18,19,20,21,22,23,24 y 25.El 26 es casi idéntico al 27 y ese ya lo veremos el lunes.Id trabajando la teoría y los problemas que ya os haya hecho, porque cuando acabemos la relación , haremos una revisión de conceptos y mandaré actividades evaluables. Ya sabéis, las dudas a mi correo.
SOLUCIONES 18 Y 19
El ejercicio 21 es prácticamente igual al 20.Intentadlo vosotros solos.
18) Un haz de luz que viaja por el aire incide sobre un bloque de vidrio. Los haces reflejado y refractado forman ángulos de 30º y 20º, respectivamente, con la normal a la superficie del bloque.
a) Calcule la velocidad de la luz en el vidrio y el índice de refracción de dicho material.
b) Explique qué es el ángulo límite y determine su valor para al caso descrito.
c = 3·108 m s –1
19) Un rayo de luz de frecuencia 5·1014 Hz penetra en una lámina de vidrio de caras paralelas con un ángulo de incidencia de 30º.
a) Dibuje en un esquema los rayos incidente, refractado en el vidrio y emergente al aire y determine los ángulos de refracción y de emergencia.
b) Explique qué características de la luz cambian al penetrar en el vidrio y calcule la velocidad de propagación dentro de la lámina
c= 3·108 m s-1 ; nvidrio = 1,5
SOLUCIONES 18 Y 19
20) Un haz de luz de 5·104 Hz viaja por el interior de un diamante.
a) Determine la velocidad de propagación y la longitud de onda de esa luz en el diamante.
b) Si la luz emerge del diamante al aire con un ángulo de refracción de 10º, dibuje la trayectoria del haz y determine el ángulo de incidencia.
c = 3 ·108 m s -1 ; ndiamante = 2,42
21) Un rayo de luz monocromática emerge desde el interior de un bloque de vidrio hacia el aire. Si el ángulo de incidencia es de 19,5º y el de refracción de 30º.
a) Determine el índice de refracción y la velocidad de propagación de la luz en el vidrio.
b) Como sabe, pueden existir ángulos de incidencia para los que no hay rayo refractado; es decir, no sale luz del vidrio. Explique este fenómeno y calcule los ángulos para los que tiene lugar.
c = 3 ·108 m s - 1 ; naire = 1
El ejercicio 21 es prácticamente igual al 20.Intentadlo vosotros solos.
22) Sobre la superficie de un bloque de vidrio de índice de refracción 1,60 hay una capa de agua de índice 1,33. Una luz amarilla de sodio, cuya longitud de onda en el aire es 589· 10-9 m, se propaga por el vidrio hacia el agua.
a) Describa el fenómeno de reflexión total y determine el valor del ángulo límite para esos dos medios.
b) Calcule la longitud de onda de la luz cuando se propaga por el vidrio y por el agua.
c = 3·108 m s-1
23) a) Explique qué es una imagen real y una imagen virtual y señale alguna diferencia observable entre ellas.
b) ¿Puede formarse una imagen virtual con un espejo cóncavo? Razone la respuesta utilizando las construcciones gráficas que considere oportunas
24) Una lámina de vidrio, de índice de refracción 1,5, de caras paralelas y espesor 10 cm, está colocada en el aire. Sobre una de sus caras incide un rayo de luz, como se muestra en la figura. Calcule:
a) La altura h y la distancia d marcadas en la figura.
b) El tiempo que tarda la luz en atravesar la lámina.
c = 3·108 m s-1
SOLUCIONES 23 Y 24
25) Un haz de luz roja penetra en una lámina de vidrio, de 30 cm de espesor, con un ángulo de incidencia de 45º.
a) Explique si cambia el color de la luz al penetrar en el vidrio y determine el ángulo de refracción.
b) Determine el ángulo de emergencia (ángulo del rayo que sale de la lámina con la normal). ¿Qué tiempo tarda la luz en atravesar la lámina de vidrio?
c = 3 · 10 8 m s - 1 ; n vidrio = 1,3
SOLUCIONES 25
26) Un rayo de luz incide desde el aire en una lámina de vidrio con un ángulo de 30º. Las longitudes de onda en el aire de las componentes azul y roja de la luz son, respectivamente, λ(azul) = 486 nm y λ(roja) = 656 nm.
a) Explique con ayuda de un esquema cómo se propaga la luz en el vidrio y calcule el ángulo que forman los rayos azul y rojo. ¿Se propagan con la misma velocidad? Justifique la respuesta.
b) Determine la frecuencia y la longitud de onda en el vidrio de la componente roja.
c = 3·108 m s-1 ; n vidrio (azul) = 1,7 ; n vidrio (rojo) = 1,6
El 26 es casi idéntico al 27 , que ya resolveré el lunes .
Revisad los números, el 23 no estaba en vuestra relación , pero sí en la mía y ya que lo había resuelto , lo he vuelto a poner.
Hasta el lunes.
😉
27) Un haz compuesto por luces de colores rojo y azul incide desde el aire sobre una de las caras de un prisma de vidrio con un ángulo de incidencia de 40 o .
a) Dibuja la trayectoria de los rayos en el aire y tras penetrar en el prisma y calcula el ángulo que forman entre sí los rayos en el interior del prisma si los índices de refracción son
nrojo = 1,612 y nazul = 1,671, respectivamente.
b) Si la frecuencia de la luz roja es de 4,2·1014 Hz calcula su longitud de onda dentro del prisma. C= 3·108 m s-1 ; naire = 1
FISICA. 2016. RESERVA 2. EJERCICIO 2. OPCIÓN B
28 )a)Describa, con la ayuda de construcciones gráficas, las diferencias entre las imágenes formadas por una lente convergente y otra divergente de un objeto real localizado a una distancia entre f y 2f de la lente, siendo f la distancia focal.
b) La tecnología ultravioleta para la desinfección de agua, aire y superficies está basada en el efecto germicida de la radiación UV-C. El espectro del UV-C en el aire está comprendido entre 200 nm y 280 nm. Calcule las frecuencias entre las que está comprendida dicha zona del espectro electromagnético y determine entre qué longitudes de onda estará comprendido el UV-C en el agua. 8 1 aire agua c 3 10 m s ; n 1 ; n 1'33
FISICA. 2017. RESERVA 1. EJERCICIO 3. OPCIÓN B
29) a) Utilizando un diagrama de rayos, construya la imagen en un espejo cóncavo de un objeto real situado: i) a una distancia del espejo comprendida entre f y 2f, siendo f la distancia focal; ii) a una distancia del espejo menor que f. Analice en ambos casos las características de la imagen. b) Un haz de luz de 4 5 10 Hz × viaja por el interior de un bloque de diamante. Si la luz emerge al aire con un ángulo de refracción de 10º, dibuje la trayectoria del haz y determine el ángulo de incidencia y el valor de la longitud de onda en ambos medios.
C = 3 108 m /s ; n diamante = 2'42 ; n aire=1
FISICA. 2017. RESERVA 2. EJERCICIO 3. OPCIÓN B
30) a) Explique dónde debe estar situado un objeto respecto a una lente delgada para obtener una imagen virtual y derecha: (i) Si la lente es convergente; (ii) si la lente es divergente. Realice en ambos casos las construcciones geométricas del trazado de rayos e indique si la imagen es mayor o menor que el objeto.
b) Un objeto luminoso se encuentra a 4 m de una pantalla. Mediante una lente situada entre el objeto y la pantalla se pretende obtener una imagen del objeto sobre la pantalla que sea real, invertida y tres veces mayor que él. Determine el tipo de lente que se tiene que utilizar, así como su distancia focal y la posición en la que debe situarse, justificando sus respuestas.
FISICA. 2018. JUNIO. EJERCICIO 3. OPCIÓN B
31)Un objeto se sitúa a la izquierda de una lente delgada convergente. Determine razonadamente y con la ayuda del trazado de rayos la posición y características de la imagen que se forma en los siguientes casos: (i) s = f; (ii) s = f / 2; (iii) s = 2 f. b) Un objeto de 2 cm de altura se sitúa a 15 cm a la izquierda de una lente de 20 cm de distancia focal. Dibuje un esquema con las posiciones del objeto, la lente y la imagen. Calcule la posición y aumento de la imagen.
FISICA. 2018. RESERVA 1. EJERCICIO 3. OPCIÓN A
32) Explique el fenómeno de la dispersión de la luz por un prisma ayudándose de un esquema. b) Un objeto de 0,3 m de altura se sitúa a 0,6 m de una lente convergente de distancia focal 0,2 m. Determine la posición, naturaleza y tamaño de la imagen mediante procedimientos gráficos y numéricos.
FISICA. 2018. RESERVA 2. EJERCICIO 3. OPCIÓN A
33)a) Señale las diferencias entre lentes convergentes y divergentes, así como al menos un uso de cada una de ellas. b) Desde el aire se observa un objeto luminoso que está situado a 1 m debajo del agua. (i) Si desde dicho objeto sale un rayo de luz que llega a la superficie formando un ángulo de 15º con la normal, ¿cuál es el ángulo de refracción en el aire?; (ii) calcule la profundidad aparente a la que se encuentra el objeto Naire= 1; n agua =1'33
FISICA. 2018. SEPTIEMBRE. EJERCICIO 3. OPCIÓN A
34) a) Construya, razonadamente, la imagen de un objeto situado delante de una lente convergente a una distancia mayor que el doble de la distancia focal. A partir de la imagen obtenida indique, razonadamente, las características de la misma: real o virtual, si está derecha o invertida y su tamaño.
b) A 4 m delante de una lente divergente se sitúa un objeto de tamaño 1 m. Si la imagen se forma delante de la lente a una distancia de 1 m, calcule: (i) la distancia focal justificando el signo obtenido. (ii) Tamaño de la imagen indicando si está derecha o invertida con respecto al objeto.
FISICA. 2019. JUNIO. EJERCICIO 3. OPCIÓN A
35) Construya, razonadamente, la imagen de un objeto situado entre el foco y el centro de una lente convergente. A partir de la imagen obtenida indique, razonadamente, las características de la misma: real o virtual, si está derecha o invertida y su tamaño. b) A 2 m delante de una lente divergente se sitúa un objeto de tamaño 0,5 m. Si la distancia focal es de 1 m, calcule: i) La distancia de la imagen a la lente indicando si es real o virtual. ii) Tamaño de la imagen indicando si está derecha o invertida.
FISICA. 2019. RESERVA 1. EJERCICIO 3. OPCIÓN A
36) Construya, razonadamente, la imagen de un objeto situado entre f y 2f delante de una lente divergente. A partir de la imagen obtenida indique, razonadamente, las características de la misma: real o virtual, si está derecha o invertida y su tamaño.
b) Situamos delante de una lente convergente un objeto que genera una imagen que se forma a 1 m delante de la lente, siendo la misma de tamaño 0,5 m. Si la distancia focal vale 2 m, calcule: i) La distancia a la que se encuentra el objeto de la lente. ii) Tamaño del objeto indicando si está derecho o invertido con respecto a la imagen.
FISICA. 2019. RESERVA 2. EJERCICIO 3. OPCIÓN A
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