Indique si son verdaderas o falsas las siguientes afirmaciones, razonando las respuestas:
a) La velocidad de propagación de una onda armónica es proporcional a su longitud de onda.
b) Cuando una onda incide en la superficie de separación de dos medios, las ondas reflejada y refractada tienen igual frecuencia e igual longitud de onda que la onda incidente.
a) Enuncie las leyes de la reflexión y la refracción de la luz. Explique las diferencias entre ambos fenómenos.
b) Sea un recipiente con agua cuya superficie está cubierta por una capa de aceite. Realice un diagrama que indique la trayectoria de los rayos de luz al pasar del aire al aceite y después al agua. Si un rayo de luz incide desde el aire sobre la capa de aceite con un ángulo de 20º , determine el ángulo de refracción en el agua. ¿Con qué velocidad se desplazará la luz por el aceite?
Solución apartado a) Mirar correspondiente entrada de teoría aquí
Un rayo de luz monocromática, que posee una longitud de onda de 6 ·10-7 m en el aire, incide con un ángulo de 30º sobre la superficie del agua, cuyo índice de refracción es 1,33. Calcule:
a) La frecuencia, la velocidad de propagación y la longitud de onda de la luz en el agua.
b) El ángulo que forman entre si el rayo reflejado y el refractado.
c = 3 ·108 m s-1
a) ¿Cuál es la longitud de onda de una estación de radio que emite con una frecuencia de 100 MHz?
b) Si las ondas emitidas se propagaran por el agua, razone si tendrían la misma frecuencia y la misma longitud de onda. En el caso de que varíe alguna de estas magnitudes, determine su valor.
c = 3·108 m s -1; nagua/aire = 1,3
Razone las respuestas a las siguientes cuestiones:
a) ¿En qué consiste la refracción de ondas? Enuncie sus leyes.
b) ¿Qué características de la onda varían al pasar de un medio a otro?
Solución apartado a) Mirar la correspondiente entrada de teoría aquí
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
El láser de un reproductor de CD genera luz con una longitud de onda de 780 nm medida en el aire.
a) Explique qué características de la luz cambian al penetrar en el plástico del CD y calcule la velocidad de la luz en él.
b) Si la luz láser incide en el plástico con un ángulo de 30º, determine el ángulo de refracción.
c = 3 ·10 8 m s-1 ; naire = 1 ; nplástico = 1,55
a) 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.
Solución apartado a) : mirar los casos i) 4 ii) 5 y iii) 2 de la correspondiente entrada de teoría aquí
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 15° 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; nagua = 1,33
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.
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