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1 Programa Estándar Anual Nº Guía práctica Ondas V: imágenes en espejos y lentes Ejercicios PSU 1. El (los) espejo(s) que puede(n) formar una imagen virtual, derecha y de igual tamaño que el objeto observado, es (son) I) el espejo plano. II) el espejo cóncavo. III) el espejo convexo. A) Solo I D) Solo I y II B) Solo II E) I, II y III C) Solo III Ciencias Básicas ísica 2. Son superficies reflectantes lisas con forma semiesférica. Si la luz se refleja en la cara interna de la semiesfera se denomina espejo, y cuando lo hace en la cara externa se denomina espejo. Las palabras faltantes en el enunciado anterior son, respectivamente, A) convergente y cóncavo. D) cóncavo y convexo. B) convexo y cóncavo. E) convexo y convergente. C) divergente y convexo. 3. Se entiende por rayo notable: I) un rayo luminoso que pasa por el foco (o se dirige a él) y se refleja paralelo al eje óptico. II) un rayo luminoso que incide paralelo al eje principal del espejo y se refleja pasando por el foco, o en aquella dirección que pasa por él. III) un rayo de luz que, luego de pasar por el centro de curvatura (o dirigirse a él), se refleja perpendicular al eje óptico. GUICES027CB32-A16V1 Es (son) correcta(s) A) solo I. D) solo I y II. B) solo II. E) I, II y III. C) solo III. 1

2 Ciencias Básicas ísica Enunciado para las preguntas 4, 5, 6, 7 y 8 Alberto se mira en un espejo curvo, tal como muestra la figura. 4. Si Alberto se ubica en el centro de curvatura, su imagen será de A) igual tamaño, invertida y real. D) igual tamaño, derecha y real. B) igual tamaño, invertida y virtual. E) no se forma imagen. C) menor tamaño, invertida y real. 5. Si Alberto se ubica entre el centro de curvatura y el infinito, su imagen será de A) igual tamaño, invertida y real. D) igual tamaño, derecha y real. B) igual tamaño, invertida y virtual. E) mayor tamaño, invertida y real. C) menor tamaño, invertida y real. 6. Si Alberto se ubica entre el centro de curvatura y el foco, su imagen será de A) igual tamaño, invertida y real. D) mayor tamaño, derecha y real. B) igual tamaño, invertida y virtual. E) mayor tamaño, invertida y real. C) menor tamaño, invertida y real. 7. Si Alberto se ubica entre el foco y el espejo, su imagen será de A) igual tamaño, invertida y real. D) mayor tamaño, derecha y virtual. B) igual tamaño, invertida y virtual. E) mayor tamaño, invertida y real. C) menor tamaño, invertida y real. 8. Si Alberto se ubica en el foco A) su imagen será de igual tamaño, invertida y real. B) su imagen será de igual tamaño, invertida y virtual. C) su imagen será de menor tamaño, invertida y real. D) su imagen será de igual tamaño, derecha y real. E) no se formará imagen. 2

3 GUÍA PRÁCTICA 9. Un defecto de la visión es la miopía, que se corrige mediante el uso de una lente A) divergente. B) bifocal. C) cilíndrica. D) convergente. E) cóncava. 10. Para un objeto que se encuentra entre el centro de curvatura y el infinito de un espejo cóncavo se tienen tres rayos notables diferentes: P, Q y R. Si T es la recta que representa el eje óptico, y al dirigirse al espejo el rayo P atraviesa por el centro de curvatura, Q atraviesa por el foco y R es paralelo al eje óptico, en cuál(es) de las siguientes intersecciones se forma imagen? I) Q y R. II) R y P. III) P y T. A) Solo I B) Solo II C) Solo III D) Solo I y II E) I, II y III 11. Al mirar la letra R impresa en un cartón, después de haberse reflejado en tres espejos planos, tal como muestra la figura, cuál de las siguientes alternativas muestra lo que veríamos? A) B) R C) D) E) R R R R R 12. Defecto de la visión en que la imagen de un objeto es proyectada más atrás de la retina y que se puede corregir mediante el uso de una lente convergente. La descripción anterior corresponde al defecto llamado A) miopía. B) hipermetropía. C) catarata. D) astigmatismo. E) daltonismo. 3

4 Ciencias Básicas ísica 13. Un objeto de 10 [cm] de alto se encuentra a 40 [cm] de un espejo esférico cóncavo, de radio de curvatura 64 [cm]. Respecto de lo anterior, es correcto afirmar que I) la imagen del objeto es real. II) el tamaño de la imagen es mayor a 10 [cm]. III) la imagen se encuentra derecha. A) Solo I B) Solo II C) Solo III D) Solo I y II E) I, II y III 14. Un automovilista mira por su espejo retrovisor, el cual tiene forma convexa. Es correcto afirmar que el conductor verá al automóvil que viene detrás de A) mayor tamaño, derecho y real. B) menor tamaño, derecho y virtual. C) igual tamaño, derecho y real. D) menor tamaño, derecho y real. E) mayor tamaño, derecho y virtual. 15. Patricia mira un objeto a través de una lente divergente. Si el objeto se encuentra justo en el foco de la lente, entonces Patricia A) ve una imagen de igual tamaño, invertida y real. B) ve una imagen de igual tamaño, invertida y virtual. C) ve una imagen de menor tamaño, derecha y virtual. D) ve una imagen de igual tamaño, derecha y real. E) no ve ninguna imagen. 16. Considerando la figura adjunta de un ojo humano, cuál de las siguientes alternativas muestra la orientación correcta en que se proyecta la imagen del objeto en la retina? A) B) retina objeto C) D) cristalino E) 4

5 GUÍA PRÁCTICA 17. Un objeto de 4 [cm] de altura se encuentra a 8 [cm] de una lente convergente de distancia focal 12 [cm]. Es correcto afirmar que la imagen I) es real. II) es invertida. III) es de mayor tamaño. A) Solo I B) Solo II C) Solo III D) Solo I y II E) I, II y III Enunciado para las preguntas 18 y 19. Un investigador privado observa una huella con una lupa, tal como muestra la figura. Considerando que la lupa es una lente convergente, conteste las siguientes preguntas. 18. Si al mirar la huella a través de la lupa el investigador privado no la ve, esto se debe a que la huella se ubicó A) en el centro de curvatura. B) entre el foco y la lente. C) en el foco. D) entre el centro de curvatura y el foco. E) entre el centro de curvatura y el infinito. 19. Si el investigador privado ubica la lupa de tal manera que la huella se encuentre entre el foco y la lente, es correcto afirmar que la imagen que se produce I) es virtual. II) está derecha. III) es de mayor tamaño. A) Solo I B) Solo II C) Solo III D) Solo I y II E) I, II y III 5

6 Ciencias Básicas ísica 20. Considerando un espejo cóncavo cuyo radio de curvatura es 30 [cm], cuál de las siguientes alternativas es INCORRECTA? A) Un objeto situado a 15 [cm] del espejo no tiene imagen. B) Los rayos luminosos que inciden en el espejo pasando por el centro de curvatura, se reflejan paralelos a su eje principal. C) La imagen de un objeto situado a 10 [cm] del espejo es virtual. D) Un rayo que incide en el vértice y su correspondiente rayo reflejado, forman ángulos iguales con la recta que une el punto de incidencia con el centro de curvatura. E) La imagen de un objeto situado a 35 [cm] del espejo es real. 21. Un haz luminoso estrecho AO viaja horizontalmente e incide en un espejo plano E 1, tal como muestra la figura. Otro espejo plano E 2 debe colocarse dentro del rectángulo indicado con líneas segmentadas, de manera que el haz OB se refleje en la dirección CD, paralela a AO. Entonces, el espejo E 2 debe colocarse A) paralelo a AO. B) perpendicular a AO. C) perpendicular a E 1. D) paralelo a E 1. E) formando un ángulo de 45º con E 1. A O E 1 B C D 22. Elizabeth se prueba una máscara en una tienda de disfraces. En la tienda hay varios espejos planos de distintos tamaños, colgados en una pared. Si la máscara tiene una altura de 30 [cm], cuál es, aproximadamente, la altura que debe tener el espejo más pequeño en el que Elizabeth podría mirarse para lograr ver la máscara completa? A) 10 [cm] B) 15 [cm] C) 20 [cm] D) 25 [cm] E) 30 [cm] 23. En la primera clase del curso de Óptica, un profesor experimenta con diferentes tipos de lentes curvas, proyectando con una lente convergente una imagen nítida, de menor tamaño que el objeto observado, en un papel blanco. Un alumno, considerando la experiencia realizada por el profesor, concluye que con todas las lentes curvas las imágenes creadas son de menor tamaño que el objeto observado. Cuál de las siguientes opciones es la causa de que la conclusión obtenida por el alumno sea errónea? A) No se formuló primero una pregunta de investigación. B) Se utilizó un caso particular para generalizar. C) No se formuló apropiadamente una hipótesis coherente. D) altó contrastar la hipótesis con un trabajo experimental. E) No se registró el procedimiento experimental seguido por el profesor. 6

7 GUÍA PRÁCTICA 24. De los fenómenos ondulatorios que experimenta la luz, cuál es el responsable, principalmente, de la formación de imágenes en las lentes? A) Reflexión B) Difracción C) Refracción D) Dispersión E) Interferencia 25. En los espejos esféricos y en las lentes delgadas, las imágenes reales siempre son A) derechas. B) invertidas. C) de mayor tamaño que el objeto. D) de igual tamaño que el objeto. E) de menor tamaño que el objeto. 7

8 Ciencias Básicas ísica Tabla de corrección Ítem Alternativa Habilidad 1 Reconocimiento 2 Reconocimiento 3 Comprensión 4 Reconocimiento 5 Reconocimiento 6 Reconocimiento 7 Reconocimiento 8 Reconocimiento 9 Reconocimiento 10 Comprensión 11 Comprensión 12 Reconocimiento 13 Aplicación 14 Reconocimiento 15 Reconocimiento 16 Comprensión 17 Comprensión 18 Reconocimiento 19 Reconocimiento 20 Aplicación 21 Comprensión 22 ASE 23 Comprensión 24 Comprensión 25 Reconocimiento 8

9 GUÍA PRÁCTICA Resumen de contenidos Por qué vemos los objetos en la naturaleza? Todos los objetos que podemos ver emiten o reflejan rayos de luz. La luz viaja hasta nuestros ojos y así los podemos ver. Espejos: son superficies pulidas que reflejan en forma ordenada hasta el 100% de la luz que incide sobre ellos. La luz que rebota en los espejos nos permite ver un reflejo de la imagen de los objetos. Los espejos se dividen en planos y esféricos. Espejos planos: Estos espejos forman un reflejo idéntico al objeto que está frente a ellos, pero invirtiendo los lados del objeto; es decir, el lado derecho del objeto se verá en el lado izquierdo de la imagen en el espejo. La imagen formada por estos espejos siempre es: virtual, derecha y de igual tamaño que el objeto. La distancia objeto espejo y la distancia imagen espejo es siempre la misma. Espejo Observador Imagen virtual Objeto d i d o Espejos esféricos: son superficies lisas y brillantes con forma semiesférica. Si la superficie reflectante se encuentra en la cara interna de la semiesfera, el espejo se denomina cóncavo. Si la superficie reflectante corresponde a la cara externa de la semiesfera, se denomina convexo. Elementos de un espejo esférico Centro de curvatura Rayo de luz Eje óptico oco Casquete esférico Superficie pulida Espejo cóncavo Eje óptico V Espejo convexo C C V Eje óptico Eje óptico C C R R/2 R/2 Centro de curvatura del espejo. Corresponde al centro de la esfera que da origen al espejo. oco. Punto medio entre el centro de curvatura y el espejo. V V Vértice. Punto en donde el eje óptico corta al espejo. 9

10 Ciencias Básicas ísica Las lentes: son objetos transparentes, generalmente de vidrio, que refractan y desvían la trayectoria de los rayos luminosos, formando imágenes. Las lentes pueden ser divergentes o convergentes. Lentes divergentes: son aquellas lentes que poseen la superficie central hundida. Al mirar un objeto a través de estas lentes la imagen que se ve es derecha, virtual y más pequeña que el objeto. Rayos de luz Objeto Imagen Centro de la lente Lentes convergentes: son aquellas en que la parte central es más gruesa. Por ejemplo, una lupa es una lente convergente. Rayos de luz Eje óptico R/2 oco 2 R/2 R/2 R/2 Centro 2 Centro 1 oco 1 Vértice 10

11 GUÍA PRÁCTICA Características de las imágenes en espejos y lentes Espejo convexo Si el objeto se encuentra en cualquier posición su imagen es derecha, virtual, de menor tamaño Lente divergente Si el objeto se encuentra en cualquier posición su imagen es derecha, virtual, de menor tamaño Espejo cóncavo Si el objeto se encuentra entre C y el infinito en C entre C y en entre y V su imagen es invertida, real y de menor tamaño invertida, real y de igual tamaño invertida, real y de mayor tamaño no se produce imagen derecha, virtual y de mayor tamaño Lente convergente Si el objeto se encuentra entre C y el infinito en C entre C y en entre y V su imagen es invertida, real y de menor tamaño invertida, real y de igual tamaño invertida, real y de mayor tamaño no se produce imagen derecha, virtual y de mayor tamaño El ojo humano posee una lente convergente natural llamada cristalino. Esta es una lente flexible capaz de modificar su forma para cambiar la posición del foco y permitirnos enfocar los objetos, para verlos con claridad ya sea que se encuentren cercanos o lejanos. Objeto Conjuntiva Músculo Imagen Defectos de la visión Nervio óptico Miopía: el cristalino proyecta la imagen antes de la retina. Se corrige con una lente divergente. Córnea Cristalino Músculo Hipermetropía: el cristalino proyecta la imagen más atrás de la retina. Se corrige con una lente convergente. Astigmatismo: curvatura irregular de la cornea. Se corrige con una lente cilíndrica. Daltonismo: dificultad para distinguir entre los colores rojo y verde o entre el azul y el amarillo. Cataratas: pérdida de la transparencia del cristalino. Glaucoma: aumento de la presión intraocular por obstrucción de los conductos de drenaje. 11

12 Registro de propiedad intelectual de. Prohibida su reproducción total o parcial.

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