opone al avance de la barra, es decir, a la velocidad. El valor de la fuerza será:

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María Victoria Miguélez Herrero
hace 6 años
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1 TEMA 7. CAMPO MAGNÉTICO TEMA 8. INDUCCIÓN ELECTROMAGNÉTICA TEMA 9. LA LUZ. CUESTIÓN 1.- Una arilla ondutora de 0 m de longitud se desliza paralelamente a sí misma on una eloidad de 0,4 m/s, sobre un ondutor en forma de U y de 8 ohmios de resistenia. El onjunto está situado en el seno de un ampo magnétio uniforme de 0,5 T y perpendiular al iruito formado por los ondutores, omo se muestra en la figura. a) FEM induida e intensidad de orriente induida, expliando el sentido de la misma. b) Halla el módulo, direión y sentido de la fuerza que hay que apliar para que la arilla se siga moiendo y explia por qué debe haerse esa fuerza. Desribe algún proedimiento que emplee el hombre. ( puntos) a) La FEM iene dada por: V E =.B.L V E =(0,5).(0,).(0,4)= 0,04 V Ley de Ohm: V E =I.R 0,04 = I. 8 I= A El sentido de la orriente induida debe oponerse al aane de la barra. Por ello, omo el flujo está aumentando, la orriente induida tendrá sentido horario. Sobre la barra aparee entones una fuerza magnétia F Iinduida. L B uyo sentido se opone al aane de la barra, es deir, a la eloidad. El alor de la fuerza será: 3 F I. L. B 5.10.(0,).(0,5) 5.10 N Esta fuerza frena la barra. Mediante un medio externo, se debe apliar una fuerza de N en el sentido de la eloidad. Si la fuerza la hae el aire, tenemos un aerogenerador (molinos de iento). I induida Fuerza externa que debe apliarse para garantizar el moimiento de la barra.

2 CUESTIÓN.- Un eletrón se aelera desde el reposo por la aión de una diferenia de potenial de 500V, penetrando a ontinuaión en un ampo magnétio uniforme de 0 04 T perpendiular a la trayetoria del eletrón omo india la figura. Determinar: a) La eloidad del eletrón al entrar en el ampo magnétio. b) La fuerza que el ampo ejere sobre el eletrón. ) El radio de la trayetoria del eletrón en el interior del ampo magnétio. ( e - = C, me = kg ) ( puntos) a) La eloidad de entrada del eletrón en el ampo magnétio se dedue mediante el prinipio de onseraión de la energía para un ampo elétrio (potenial elétrio): 1 qv.. m ,6.10.(500).(9,11.10 ). 7 m 1,3.10 s b) La fuerza sobre el eletrón iene dada por la fuerza de Lorentz: F q.. B (1,6.10 ).(1,3.10 ).(0,04) 8,45.10 N F=qB Trayetoria que seguirá el eletrón ) Para hallar el radio de la trayetoria que hae el eletrón, basta on igualar la fuerza entrípeta a la fuerza de Lorentz: F m R m R R (1,3.10 ) 9, , R 1,88.10 m 1,88 mm

3 CUESTIÓN 3.- Un rayo monoromátio inide en la ara ertial de un ubo de idrio de índie de refraión n=1,5, sumergido en agua (n=1,33). I Halla el ángulo I on que debe de inidir el rayo para que en la ara superior del ubo haya reflexión total. (1 punto) Cara r=90º Cara 1 I R1 I n=1,5 n1=1,33 Apliamos la ley de Snell a la CARA teniendo en uenta que se produe reflexión límite, es deir, r=90º n.seni =n 1.sen90 1,5.senI =1,33.sen90 I =6,45º Por otra parte, se obsera que I +R 1 =90º R 1 =90-6,45 =7,55º Y ahora se aplia la ley de Snell a la CARA 1: n 1.senI =n.sen R 1 1,33.senI = 1,5.sen 7,55 I=31,44º

4 CUESTIÓN 4.- Tenemos un prisma de idrio equilátero de nidrio= y uyo ángulo de refrigenia es de 60º. Determina la marha de la luz en el aso de que el rayo inida normalmente a una ara tal y omo se india en la figura. El medio externo es aire, naire=1. Razónese todo el proeso para determinar la marha del rayo. (1 punto) º CARA CARA 1 α B n =1,41 CARA 3 I I α X=90º 60 º El rayo inide sobre la CARA 1 on ángulo de inidenia i=0º, luego atraiesa la ara 1 y llega al punto de la CARA designado por B. El ángulo α umple que: α+60+90=180; luego α=30º. Además, α+i =90º; luego I =60º. Como el índie de refraión del idrio es mayor que el del aire, omprobamos el ángulo límite del sistema idrio aire. n idrio senl = n aire.sen90 1,41.senL=1.1 L=45º En el punto B, no hay refraión ya que el ángulo de inidenia I es mayor que el ángulo límite. El rayo inide on 60º y se refleja on 60º. Esto obliga a que el rayo atraiese la CARA 3 on un ángulo de inidenia de 0º, ya que X=90º; por lo que el rayo sale por esa ara perpendiular a la ara.

5 CUESTIÓN 5 Explia qué es el fenómeno de la dispersión de luz y dibuja esquemátiamente las trayetorias de los rayos de luz al sufrir dispersión. (1,0 puntos) Las longitudes de onda de los olores básios de la luz isible son los de la tabla 9.1. ROJO NARANJA AMARILLO VERDE AZUL AÑIL VIOLETA De 600 A a 7400 A De 5900 A a 600 A De 5700 A a 5900 A De 4900 A a 5700 A De 4500 A a 4900 A De 4300 A a 4500 A De 4000 A a 4300 A Puede deirse que la luz blana es una mezla de lues de diferentes olores, desde el rojo hasta el ioleta. La luz ioleta tiene menos longitud de onda, luego es la que tiene mayor freuenia y por tanto, mayor energía. El índie de refraión de un material depende de la longitud de onda de la luz inidente según la expresión: n medio f. f. 0 0 medio medio Cuando un haz de rayos de luz de diferentes longitudes de onda (luz blana) inide sobre un material refratante, ada radiaión simple se desiará un ángulo diferente. Este fenómeno se llama dispersión de la luz. Dispersión de la luz.

6 La luz roja sufre menos desiaión mientras que la luz ioleta sufre mayor desiaión. El onjunto de olores que se obseran al inidir la luz sobre el material se denomina espetro de luz blana. Un ejemplo muy onoido de dispersión de la luz es el aroíris. Las gotas de agua atúan de material refratante. CUESTIÓN 6.- Un haz de luz roja de 6900 A de longitud de onda en el aire penetra en el agua (n=1,33). Si el ángulo de inidenia es de 45º, determina: i) Ángulo de refraión. ii) Longitud de onda en el agua. iii) Un nadador bajo el agua, obserará el mismo olor rojo de la luz? Datos: 1 A =10-10 m; = m/s (1,5 puntos) a) Apliamos la ley de Snell I=45º n 1 =1 n =1,33 R n. seni n. sen R 1. sen(45) 1,33. sen R 1 R 3,11º b) El índie de refraión proporiona la relaión entre las longitudes de onda en el aío y en el agua. n agua aio. f aio ,33. f agua agua agua agua 5187,97 A ) La freuenia es la misma en el aío y en el agua. El olor rojo del bañador no ambia si está dentro o fuera del agua. Básiamente la freuenia depende del foo emisor, que es el SOL.

7 CUESTIÓN 7.- Una onda de naturaleza eletromagnétia está definida en unidades del S.I. por E=10-3 os (00x t) Calula: a) Euaión magnétia, longitud de onda y freuenia. B) Índie de refraión del medio en el que se propaga la onda respeto al aío, donde iaja a una eloidad de m/s. ) Energía en ev de un fotón de diha luz. Datos: h=6, J.s; 1eV=1, J; = m/s (1,5 puntos) a) Número onda k=00 m -1 Pulsaión w= rad/s Amplitud de la onda magnétia B E , B 3,33.10.os(00x 5.10 t) Teslas f k w ,14.10 m 7, Hz b) El índie de refraión del medio umple que: n , ,. (3,14.10 ).(7, ), ) La energía del fotón iene dada por la hipótesis de Plank: E h. f 6, , , 7.10 J 1eV 5, 7.10 J x 3,3.10 1, 6.10 J ev m s

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