Relación de Ejercicios resueltos Selectividad Óptica.
(Nota: Aunque se han dejado en la relación , los ejercicios de espejos esféricos no entran en la Selectividad de Andalucía en el curso 17/18)
Teoría / Cuestiones Clave:
- Ondas electromagnéticas. Espectro electromagnético.
- Reflexión y refracción de la luz. Leyes
- Reflexión total. Ángulo límite o crítico. Ángulo de Brewster
- Dispersión de la luz.
- Polarización de la luz.
- Terminología en Óptica Geométrica.
- Dioptrio Esférico: Ecuaciones.
- Aplicación del Dióptrico Esférico a superficies planas.
- Lentes Delgadas: Ecuaciones y Marchas de Rayos.
- Formación de Imágenes en Lentes Convergentes.
- Formación de Imágenes en Lentes Divergentes.
- Espejos esféricos: Ecuaciones, marcha de rayos y Signos.
- Formación de imágenes en Espejos Cóncavos.
- Formación de Imágenes en Espejos Convexos.
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1–
Un rayo de luz amarilla, emitido por una lámpara de vapor de sodio, posee una longitud de onda en el vacío de 5,9 · 10 – 9 m.
a) Determine la frecuencia, velocidad de propagación y longitud de onda de la luz en el interior de una fibra óptica de índice de refracción 1,5.
b) ¿Cuál es el ángulo de incidencia mínimo para que un rayo que incide en la pared interna de la fibra no salga al exterior? ¿Cómo se denomina este ángulo?
c = 3 · 10 8 m s – 1
2–
a) Enuncie y explique, utilizando los esquemas adecuados, las leyes de la reflexión y refracción de la luz.
b) Un rayo láser pasa de un medio a otro, de menor índice de refracción. Explique si el ángulo de refracción es mayor o menor que el de incidencia ¿Podría existir reflexión total?
5–
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.
7–
a) Razone si tres haces de luz visible de colores azul, amarillo y rojo, respectivamente: i) tienen la misma frecuencia; ii) tienen la misma longitud de onda; iii) se propagan en el vacío con la misma velocidad. ¿Cambiaría alguna de estas magnitudes al propagarse en el agua?
b) ¿Qué es la reflexión total de la luz? ¿Cuándo puede ocurrir?
8–
Un rayo de luz monocromática incide en una de las caras de una lámina de vidrio, de caras planas y paralelas, con un ángulo de incidencia de 30º. La lámina está situada en el aire, su espesor es de 5 cm y su índice de refracción 1,5.
a) Dibuje el camino seguido por el rayo y calcule el ángulo que forma el rayo que emerge de la lámina con la normal.
b) Calcule la longitud recorrida por el rayo en el interior de la lámina.
9-bis–
Una onda electromagnética armónica de 20 MHz se propaga en el vacío, en el sentido positivo del eje OX. El campo eléctrico de dicha onda tiene la dirección del eje OZ y su amplitud es de 3 · 10 – 3 N C – 1
a) Escriba la expresión del campo eléctrico E(x, t), sabiendo que en x=0 su módulo es máximo cuando t = 0.
b) Represente en una gráfica los campos E(t) y B(t) y la dirección de propagación de la onda.
c = 3 · 10 8 m s – 1
10–
Un rayo luminoso que se propaga en el aire incide sobre el agua de un estanque formando un ángulo de 20º con la normal.
a) ¿Qué ángulo formarán entre sí los rayos reflejado y refractado?
b) Variando el ángulo de incidencia, ¿podría producirse el fenómeno de reflexión total? Razone la respuesta.
n aire = 1 ; n agua = 1,33
11–
Dibuje la marcha de los rayos e indique el tipo de imagen formada con una lente convergente si:
a) La distancia objeto, s, es igual al doble de la focal, f.
b) La distancia objeto es igual a la focal.
12–