Junio 2001 Opción 2 8. Qué se entiende por difracción y en qué condiciones se produce?. ( 1 punto)

Transcripción

1 Página 1 Junio Una lupa produce imágenes directas de objetos cercanos e invertidas de los lejanos. Utilizando trazado de rayos, dónde está el límite de distancia del objeto a la lente entre ambos casos? Son las imágenes virtuales o reales? Explicar cómo se calcula el aumento de la lupa en los dos casos. Septiembre (a) Explicar por qué se forman espejismos en una carretera en un día de verano. Qué indica esto en relación a la dependencia del índice de refracción del aire? (b) Explicar por qué al iluminar con luz blanca la yema de un huevo la vemos amarilla. (c) Ordenar de menor a mayor longitud de onda de la luz en el aire: azul, infrarrojo, ultravioleta, amarillo. Hacer lo mismo con la frecuencia de la luz. Junio (a) El índice de refracción del agua disminuye al hacerlo la frecuencia de la luz. Al incidir en agua rayos de luz desde el aire se desviará más la luz azul o la roja? (b) La luz del Sol incide sobre una ventana de 4,2 m de alto y 2,5 m de ancho en la pared vertical de un edificio orientada exactamente hacia el Sur, reflejándose hacia el exterior. Si en ese momento el Sol se encuentra en la dirección Sur de tal modo que los rayos que provienen de él forman 40º con la horizontal, qué forma y tamaño tiene la mancha brillante del reflejo en el suelo horizontal de la calle? Septiembre (a) Un recipiente cúbico de paredes opacas y 25 cm de lado, con sus caras orientadas hacia los puntos cardinales, está abierto en su parte superior y se coloca sobre una superficie horizontal. El Sol está situado en la dirección Sur, de modo que los rayos que provienen del mismo e inciden sobre el recipiente forman 60º con la horizontal. Qué longitud tiene la sombra formada en el fondo del recipiente por la pared vertical del mismo? Si posteriormente se llena de agua con índice de refracción 1,33 hasta 20 cm de altura, en cuánto aumenta o disminuye la longitud de la sombra anterior? (b) Qué es el arco iris? Explíquese su formación. Junio (a) Un rayo de luz incide oblicuamente sobre un vidrio plano de índice de refracción 1,52, produciéndose un rayo reflejado y otro refractado. Si el ángulo de incidencia es de 20º, determínese el ángulo α que forman entre sí los rayos reflejado y refractado. (b) Si el ángulo de incidencia es un poco mayor que 20º, crecerá o decrecerá el ángulo α? (c) Ordénense en frecuencias crecientes las radiaciones: verde, violeta, infrarroja, rayos X. Hágase lo mismo en longitud de onda. Septiembre Utilizando el trazado de rayos, explíquese la formación de imágenes por una lente divergente, para sendos objetos situados respecto de la lente el primero más lejos del foco imagen y el segundo más cerca que el foco imagen, indicando si las imágenes son reales o virtuales, derechas o invertidas y mayores o menores que los objetos. 7. Qué es un eclipse de Sol? Existen dos tipos de eclipses de Sol, uno llamado total y otro llamado parcial. Explíquese mediante diagramas la formación de ambos eclipses. Por qué el eclipse de Sol se ve sólo desde ciertas zonas pequeñas de la Tierra y el de Luna se ve desde zonas extensas? Junio 2001 Opción 2 8. Qué se entiende por difracción y en qué condiciones se produce?. ( 1 punto) Opción 5 9. Explicar el defecto ocular conocido como miopía y comentar el modo de corregirlo (1 punto)

2 Página Sea un dispositivo óptico, esquematizado en la figura, que está formado por dos prismas idénticos de índice de refracción 1.65, con bases biseladas a 45º y ligeramente separados. Si se hace incidir un rayo láser perpendicularmente a la cara A del dispositivo, discutir físicamente si es de esperar que exista luz emergente por la cara B, en los casos: a) el espacio separador entre los prismas es aire cuyo índice de refracción es 1 b) el espacio separador entre los prismas es agua cuyo índice de refracción es 1,33 (1,5 Septiembre 2001 Opción Si en un día soleado colocásemos sobre una superficie nevada dos trozos de tela de las mismas dimensiones y tipo de material, pero una de color negro y otro blanco, observaríamos que al cabo de algunas horas uno de los trozos se habrá hundido más en la nieve. Cuál y porqué? (1 punto) 12. Un rayo de luz incide desde el aire sobre un medio transparente, con un ángulo de incidencia de 58º. Se observa que los rayos reflejado y refractado son mutuamente perpendiculares. Cuál es el valor del índice de refracción del medio transparente? (Nota: considérese que el índice de refracción del aire es la unidad) (1,5 Junio Un rayo de luz pasa del aire al agua con un ángulo de incidencia de 45º. Discute cuáles de las siguientes magnitudes se modifican cuando la luz penetra en el agua: (a) longitud de onda, (b) frecuencia, (c) velocidad de propagación, (d) dirección de propagación (1, Un espejo esférico cóncavo tiene un radio de curvatura R. Dibuja los correspondientes diagramas de rayos para localizar la imagen de un objeto situado a una distancia del espejo de: (a) 2R, (b) R, (c) R/2, (d) R/3. Indica en cada caso si la imagen es real o virtual, derecha o invertida, reducida o del mismo tamaño del objeto. (1,3 Septiembre Comenta el fenómeno conocido por reflexión (interna) total de las ondas luminosas. (1, Sean dos lentes convergentes idénticas, con distancias focales de 20 cm y colocadas en el eje X en los puntos x = 0 y x = 80 cm. Un objeto se coloca a 40 cm a la izquierda de la primera lente. Se pide: (a) Hallar gráficamente la posición de la imagen final. (b) Es la imagen real o virtual, derecha o invertida? (1,3 Opción Comenta las características generales de las ondas electromagnéticas y del espectro electromagnético (1,2 Junio Qué se entiende por difracción y en qué condiciones se produce? (1,2 19. Describe el funcionamiento de una lupa (1,2 20. El índice de refracción de un determinado tipo de vidrio vale 1.66 para la luz con una longitud de onda en el vacío de m y 1,61 cuando la longitud de onda es m. Calcula los ángulos de refracción en cada caso si la luz incide desde el aire sobre el vidrio bajo un ángulo de 45º. (1,3.

3 Página 3 Septiembre Una onda electromagnética que se propaga en el vacío tiene una longitud de onda de 5x10-7 m. Calcular su longitud de onda cuando penetra en un medio de índice de refracción: n = 1,5. (1,2 22. Un objeto está a 10 cm de un espejo convexo cuyo radio de curvatura es de 10 cm. Utilizar el diagrama de rayos para encontrar su imagen, indicando si es real o virtual, derecha o invertida. (1,2 23. Sobre la superficie de un bloque de vidrio, cuyo índice de refracción es 1,5, se deposita una lámina de agua cuyo índice de refracción es 1,33. Calcular el ángulo crítico para la reflexión (interna) total de la luz que, propagándose por el vidrio, incidiese sobre la superficie de separación vidrio-agua. (1,3 Junio Comentar el fenómeno de la dispersión cromática de la luz blanca por un prisma (1,2 25. Una lente delgada convergente se quiere utilizar para obtener una imagen de un objeto que sea más grande que su tamaño real. Usar el diagrama de rayos para indicar dónde se debería colocar el objeto respecto a la lente para conseguir lo anterior en los casos: (a) La imagen ha de estar derecha, (b) la imagen ha de estar invertida. ( 1,3 Septiembre Explica lo que se entiende por reflexión (interna) total de las ondas luminosas. 27. Dos lentes convergentes idénticas, cuya distancia focal es de 10 cm, están separadas por distancia de 15 cm. Utilizar el diagrama de rayos para encontrar la imagen de un objeto colocado a 15 cm de una de las lentes. Junio Discutir físicamente, ayudándose de un diagrama de rayos, si la siguiente afirmación es verdadera o falsa: Un espejo cóncavo no puede producir una imagen virtual, derecha y mayor de un objeto. (1,2 29. Sea un sistema de lentes, formado por dos lentes convergentes idénticas, de distancia focal f = 10cm y separadas por una distancia de 40 cm según el eje OX. Si colocamos un objeto de 10 cm de altura a 20 cm de una de ellas, calcular el tamaño de la imagen formada por el sistema de lentes. Qué ocurriría si la separación de las lentes fuese mayor? (1,3 Septiembre Es posible aprovechar el fenómeno de la refracción de la luz para generar un arco iris iluminando las gotas de lluvia con un haz láser de luz roja? (1, Un haz luminoso de longitud de onda 550 x 10-9 m, que viaja a través del vacío, incide sobre un material transparente. El haz incidente forma un ángulo de 40º con la normal a la superficie, mientras que el haz refractado forma un ángulo de 26º. Calcular el índice de refracción del material y la longitud de onda del haz que se propaga en su interior (1,3. Junio 2006

4 Página Describir el defecto ocular conocido como miopía y comentar el método usualmente utilizado para su corrección. (1,2 33. Un haz de luz roja, que se propaga en el vacío, tiene una longitud de onda de 650x10-9 m. Al incidir perpendicularmente sobre la superficie de un medio transparente la longitud de onda del haz que se propaga en el medio pasa a ser de m. a) Calcular el índice de refracción del medio para esa radiación. b) Notar que un rayo de luz que se propagase en el vacío y cuya longitud de onda fuese de m sería de color verde. Quiere esto decir que la luz que se propaga en el medio transparente pasa a ser de ese color? (Datos: c = m/s) ( 1,3 Septiembre Describe y justifica el fenómeno de la dispersión cromática de la luz blanca por un prisma (1,2 35. Un rayo luminoso se propaga por un medio de índice de refracción n = 1,5 e incide sobre la frontera de separación con otro medio de índice de refracción n = 1. Calcular los ángulos de reflexión y refracción del rayo en los casos: a) El ángulo de incidencia del rayo es 20º b) El ángulo de incidencia es 60º. Comentar físicamente este resultado.(1,3 Junio Describe los defectos oculares conocidos como miopía e hipermetropía. (1 punto) 37. Un haz de luz se propaga en el interior de un bloque de vidrio sumergido en agua. Se observa que toda la luz que incide sobre la superficie de separación vidrio/agua con ángulo de incidencia superior a 60º es reflejada. Calcular el índice de refracción del vidrio. Dato: n agua = 1,33 (1,5 Septiembre 2007 Opción Qué se entiende por difracción de una onda y en qué condiciones se produce? (1 punto) 39. Describe en qué consiste el fenómeno de la refracción, indicando qué ley física lo describe. (1 punto) 40. Encontrar, mediante un diagrama de rayos, la imagen creada por una lente convergente, cuya distancia focal es f, de un objeto situado a una distancia respecto a la lente: a) Doble a la distancia focal (2f). b) La mitad de la distancia focal (f/2). c) Dónde debe colocarse el objeto para que la imagen se forme en el infinito? (1,5 Junio Un rayo de luz blanca incide perpendicularmente sobre la superficie del agua. Se observará el fenómeno de la dispersión cromática en la luz que se propaga por el agua? Razona tu respuesta. (1 punto) 42. Una onda luminosa viaja por un medio con velocidad c 1 e incide sobre la frontera de separación con otro medio donde la velocidad de propagación es c 2 = 2c 1. Si el ángulo de incidencia es θ i = 10º: a) Calcula el ángulo de refracción.

5 Página 5 b) A partir de que ángulo de incidencia se producirá reflexión total? (1,5 Septiembre Describe el fenómeno de interferencia entre dos haces luminosos. (1 punto) 44. Encontrar mediante un diagrama de rayos la imagen creada por: a) una lente convergente de distancia focal 2 cm de un objeto situado a 4 cm. b) un espejo plano de un objeto situado a 2 cm. Describir en ambos casos las características más importantes de la imagen (real o virtual, derecha o invertida). (1,5 Junio Se utiliza un pequeño espejo esférico cóncavo de 50 cm de distancia focal para ampliar las imágenes de nuestra cara. Determine la posición (respecto al centro del espejo) y tamaño de la imagen de nuestra boca de 5,0 cm cuando la situamos a una distancia de 25 cm del centro del espejo (suponga que la boca está centrada respecto al espejo) (1, Explique el funcionamiento de un ojo humano con miopía. Cómo se corrige ese defecto? (1,0. Septiembre a) Utilizando un diagrama de rayos, para una lente delgada divergente con distancias focales f = f = 3,2 cm, determine la posición y el aumento lateral de la imagen que produce dicha lente de un objeto de 1 cm de altura situado perpendicularmente al eje óptico a 6,1 cm de la lente. Expónganse las características de dicha imagen. b) Dónde se formará la imagen de un objeto situado en el infinito? (1, Exponga brevemente cuáles son las dos visiones de los fenómenos luminosos que surgieron a lo largo de la Edad Moderna (1,0. Junio 2010 (Específica) 49. 4)a: Describa el experimento de Young y comente para qué fue usado. (1 p) 50. Qué es la dioptría? Calcule el nº de dioptrías de una lente de distancia focal 25 cm (1 p) 51. Describa brevemente el funcionamiento de la cámara fotográfica. Suponga que un objetivo normal tiene una sola lente de 50 mm de distancia focal. Dónde enfocan los objetos que están en el infinito? Dónde enfocan los objetos que están a 5 m de la cámara, más cerca o más lejos de la lente que antes? (razone la respuesta). (1,5 p) Junio 2010 (General) 52. Usando una lente delgada convergente con distancias focales f = f = 5 cm, mediante un diagrama de rayos, determine la posición y el aumento lateral de la imagen que produce dicha lente de un objeto de 2 cm de altura situado perpendicularmente al eje óptico a 8 cm de la lente y expóngase las características de dicha imagen. (2,5 p) Septiembre 2010 (Específica) 53. Usando una lente delgada divergente con distancias focales f = f = 5 cm, mediante un diagrama de rayos, determine la posición y el aumento lateral de la imagen que produce dicha lente de un objeto de 1,5 cm de altura situado perpendicularmente al eje óptico a 8 cm de la lente y expóngase las características de dicha imagen. (2,5 p)

6 Página En un experimento para determinar el índice de refracción de un vidrio se hacen llegar rayos incidentes a una superficie plana desde el aire hacia el vidrio. Se han obtenido los siguientes resultados: Ángulo de incidencia Ángulo de refracción Utilizando un método gráfico determine el índice de refracción del vidrio. (1,5 p) 55. Cuánto ha de valer el índice de refracción de un vidrio si se quiere que un rayo que incide desde el agua con n = 1,33 no sufra refracción para ningún ángulo? (razone la respuesta) (1 p) 56. Describa el defecto visual denominado miopía y explique cómo se corrige con lentes. (1 p) Septiembre 2010 (General) 57. Razonando la respuesta, diga si es cierto que al aumentar de 10 a 20 el ángulo de incidencia de un rayo en una superficie plana el ángulo de refracción también se duplica. (1 p) Junio 2011 (Específica) 58. En un recipiente de fondo plano y 25 cm de profundidad se tiene un líquido de índice de refracción 1,32 para el color rojo y 1,35 para el color violeta. El fondo del recipiente es totalmente blanco. Al incidir luz blanca en la superficie con un ángulo de incidencia de 27º, la luz se refracta en el interior del líquido. Realice un esquema con los rayos refractados y determine la separación en milímetros entre la luz roja y la violeta en el fondo del recipiente. (2,5 p) 59. Qué es la absorción de la luz? (1 p) Junio 2011 (General) 60. Qué son las ondas electromagnéticas? Cómo se clasifican? (No hace falta hacer la clasificación sino sólo decir cómo se hace.) (1 p) 61. A qué son debidos los espejismos en el desierto? (1 p) 62. En un experimento para determinar el índice de refracción de un vidrio se hacen llegar rayos incidentes a una superficie plana desde el aire hacia el vidrio. Para un ángulo de incidencia de 25,0º varias alumnas han determinado los siguientes ángulos de refracción: Alumna Ángulo de refracción 17,2º 17,1º 16,7º 17,2º 16,9º 16,9º 17,1º Determine el valor más probable del índice de refracción del vidrio y una estimación de su error. (1,5 p) Julio 2011 (Específica) 63. Por qué las ondas de sonido no pueden polarizarse? (1 p) 64. Clasifique según la longitud de onda en el vacío creciente las ondas electromagnéticas siguientes: luz visible, infrarrojos, rayos X, rayos gamma, ondas de radio. (1,5 p) 65. Explique el experimento de Young de las dos rendijas (incluya algún esquema).(1p) 66. Usando una lente delgada convergente con distancias focales f = f = 4 cm, mediante un diagrama de rayos, determine la posición y el aumento lateral de la imagen que produce dicha

7 Página 7 lente de un objeto de 1,5 cm de altura situado perpendicularmente al eje óptico a 6 cm de la lente y expóngase las características de dicha imagen. (2,5 p) Julio 2011 (General) 67. El cuarzo fundido tiene un índice de refracción que decrece con la longitud de onda de la luz. Para el extremo violeta es n = 1,472, mientras que para el extremo rojo es n = 1,455. Cuando luz blanca (con todas las longitudes de onda desde el rojo al violeta) incide desde el aire sobre una superficie de cuarzo fundido con un ángulo de incidencia de 20º se forma un espectro. a) Qué se refracta más el rojo o el violeta? (explíquese incluyendo un dibujo) b) Determine la separación angular en minutos de arco sexagesimal de los rayos refractados para los extremos rojo y violeta.(2,5 p) Junio 2012 (General) 68. Describa el fenómeno de absorción de la luz al atravesar un medio. (1 p) Junio 2012 (General) 69. En un experimento para determinar el índice de refracción de un vidrio se hacen llegar rayos incidentes a una superficie plana desde el aire hacia el vidrio. Se han obtenido los siguientes resultados (en grados sexagesimales): Ángulo de incidencia Ángulo de refracción 9,3 15,2 20,9 28,4 33,9 Utilizando un método gráfico determine el índice de refracción del vidrio. (1,5 p) Julio 2012 (General) 70. b: En un experimento para determinar el índice de refracción de un vidrio se hacen llegar rayos incidentes a una superficie plana desde dentro del vidrio y el rayo refractado sale al aire. Se han obtenido los siguientes resultados (en grados sexagesimales): Ángulo de incidencia 10º 20º 30º 40º Ángulo de refracción 14º 29º 45º 66º Utilizando un método gráfico determine el índice de refracción del vidrio. (1,5 p)