Física 2º Bachillerato ÓPTICA Colegio San Juan Bosco ÓPTICA

Transcripción

1 ÓPTICA CUESTIONES 2º BACHILLERATO 1) Cuál de los siguientes fenómenos constituye una prueba de la teoría corpuscular de la luz?: a) La refracción b) La difracción c) El efecto fotoeléctrico 2) (CP) Haz un esquema de la práctica de óptica, situando el objeto, la lente y la imagen, dibujando la marcha de rayos. 3) En una lente convergente, los rayos que salen del foco objeto: a) Convergen en el foco imagen b) Emergen paralelos c) No se desvían 4) (CP) En la práctica de óptica, se pudo determinar la distancia focal de la lente? 5) Al atravesar una lente delgada, un rayo paralelo al eje óptico: a) No se desvía b) Se desvía siempre c) Se desvía o no dependiendo del tipo de lente 6) (CP) En una lente convergente, un objeto se encuentra a una distancia s mayor que el doble de la focal (2f ). Haz un esquema de la marcha de rayos y explica qué clase de imagen se forma (real o virtual, derecha o invertida) y qué ocurre con el aumento. 7) (CP) Si en una lente convergente un objeto situado en el eje óptico y a 20 cm no forma imagen, cuál es la potencia y la focal de la lente? Dibuja la marcha de rayos. Cómo sería la imagen si s = 10 cm? 8) Cuando se observa en dirección casi perpendicular un objeto en el fondo de un rio, la profundidad aparente observada es: a) Mayor que la real b) Menor que la real c) Igual a la real 9) (CP) Qué clase de imágenes se forman en una lente convergente si el objeto se encuentra a una distancia inferior a la focal? Y si se encuentra en la focal? Dibuja la marcha de rayos. 13) (CP) Con una lente convergente se desea formar una imagen virtual, derecha y aumentada. Dónde debe colocarse el objeto?. Haz un esquema de la práctica. 10) (CP) Con una lente convergente dibuja la marcha de rayos y el tipo de imagen formada en cada uno de estos casos: a) Si la distancia objeto, s, es igual al doble de la focal, 2f b) Si la distancia objeto es igual a la focal 11) (CP) Haz un pequeño gráfico explicando como puedes usar una lente convergente como lupa de aumento. 12) (CP) En la práctica de la lente convergente dibuja la marcha de rayos y la imagen formada de un objeto cuando: a) Se sitúa entre el foco y el centro óptico b) Se sitúa en el foco 13) En un espejo esférico convexo la imagen que se forma de un objeto es: a) Real, invertida y de mayor tamaño que el objeto b) Virtual, derecha y de menor tamaño que el objeto c) Virtual, dercha y de mayor tamaño que el objeto 1/7

2 14) (CP) En una lente convergente, si se coloca un objeto entre el foco y la lente, cómo es la imagen? Dibuja la marcha de rayos. 15) En las lentes divergentes la imagen siempre es: a) Derecha, mayor y real b) Derecha, menor y virtual c) Derecha, menor y real. 16) Cuando se observa el fondo de un río en dirección casi perpendicular, la profundidad real con relación a la aparente es: a) Mayor b) Menor c) La misma (Dato n agua > n aire) 17) (CP) Qué clase de imágenes se forman en una lente convergente si el objeto se encuentra a una distancia superior al doble de la distancia focal? Haz una representación gráfica. 18) Tres colores de la luz visible, el azul, el amarillo y el rojo, coinciden en que: a) tienen la misma energía b) tienen la misma longitud de onda c) se propagan en el vacío con la misma velocidad 19) (CP) En la práctica de la lente convergente explica si hay alguna posición del objeto para la que la imagen sea virtual y derecha, y otra para la que la imagen sea real e invertida y del mismo tamaño que el objeto. 20) El ángulo límite en la refracción agua/aire es de 48, 61º. Si se tiene otro medio en el que la velocidad de la luz sea v medio = 0,878 v agua, el nuevo ángulo límite (medio/aire) será: a) mayor b) menor c) no se modifica 21) La luz generada por el sol: a) Está formada por ondas electromagnéticas de diferente longitud de onda b) Son ondas que se propagan en el vacío a diferentes velocidades c) Son fotones de la misma energía 22) Dos espejos planos están colocados perpendicularmente entre sí. Un rayo de luz que se desplaza en un tercero plano perpendicular a los dos, se refeja sucesivamente en los dos espejos; el rayo reflejado en el segundo espejo, con respecto al rayo original: a) Es perpendicular b) Es paralelo c) depende del ángulo de incidencia 23) Cuando la luz incide en la superficie de separación de dos medios con un ángulo igual al ángulo límite, eso significa: a) El ángulo de incidencia y el de refracción son complementarios b) No se observa rayo refractado c) El ángulo de incidencia es mayor que el de refracción 24) (CP) En la práctica de la lente convergente, haz un esquema del montaje experimental seguido en el laboratorio, explicando brevemente la misión de cada uno de los elementos empleados. 24) (CP) Disponse dun proxector cunha lente delgada converxente, e deséxase proxectar unha transparencia de xeito que a imaxe sexa real e invertida e maior co obxecto. Explica cómo facelo; (fai un debuxo mostrando a traxectoria dos raios). 25) Si el índice de refracción del diamante es 2,52 y el del vidrio 1,27: a) la luz se propaga con mayor velocidad en el diamante b) El ángulo límite entre el diamante y el aire es menor que entre el vidrio y el aire c) Cuando la luz pasa de diamante a vidrio el ángulo de incidencia es mayor que el ángulo de refracción 26) Cando a luz atravesa a zona de separación de dous medios, experimenta 2/7

3 a) difracción b) refracción c) polarización 27) Nas lentes diverxentes a imaxe sempre é : a) dereita, menor e virtual b) dereita, maior e real c) dereita, menor e real 28) En la polarización lineal de la luz: a) Se modifica la frecuencia de la onda b) El campo eléctrico oscila siempre en un mismo plano c) No se transporta energía 29) La imagen formada en los espejos es: a) Real si el espejo es convexo b) Virtual si el espejo es cóncavo y la distancia objeto es menor que la focal c) Real si el espejo es plano 30) (CP) Se dispone de una lente delgada convergente, describe brevemente un procedimiento práctico para conocer el valor de su focal. 31) Si se desea formar una imagen virtual, derecha y de menor tamaño que el objeto, se debe utilizar: a) un espejo cóncavo b) una lente convergente c) una lente divergente 32) Una onda electromagnética que se encuentra con un obstáculo de tamaño semejante a su longitud de onda: a) Forma en una pantalla colocada detrás del obstáculo, zonas claras y oscuras b) se polariza y su campo eléctrico oscila siempre en el mismo plano c) Se refleja en el obstáculo 33) (CP) Con un banco óptico de longitud l, se observa que la imagen producida por una lente convergente es siempre virtual. Cómo se puede interpretar esto? 34) Cuando un rayo de luz incide en un medio de menor índice de refracción, el rayo refractado: a) varía su frecuencia b) se acerca a la normal c) puede no existir rayo refractado 35) Se cun espello se quere obter unha imaxe maior que o obxecto, haberá que empregar un espello: a) plano; b) cóncavo; c) convexo. 36) Un raio de luz incide dende o aire (n=1) sobre unha lámina de vidro de índice de refracción n =1,5. O ángulo límite para a reflexión total deste raio é: a) 41,8 º; b) 90º; c) non existe. 37) si un haz de luz láser incide sobre un objeto de pequeño tamaño (del orden de su longitud de onda): a) detrás del objeto hay siempre oscuridad b) hay zonas de luz detrás del objeto c) se refleja hacia el medio de incidencia 38) Na polarización lineal da luz: a) modifícase a frecuencia da onda, b) o campo eléctrico oscila sempre nun mesmo plano c) non se transporta enerxía. 39) (CP) Haz un esquema de la práctica de óptica, situando el objeto, la lente y la imagen, y dibujando la marcha de rayos para obtener una imagen derecha y de mayor tamaño que el objeto. 40) (CP) Debuxa a marcha dos raios nunha lente converxente, cando a imaxe producida é virtual. 41) Una onda luminosa: a) no se puede polarizar b) su velocidad de propagación es inversamente proporcional al índice de refracción 3/7

4 c) puede no ser electromagnética. 42) Para obtener una imagen virtual, derecha y de mayor tamaño que el objeto se usa: a) una lente divergente b) una lente convergente c) un espejo cónvexo 43) A luz visible abrangue un rango de frecuencias que vai desde (aproximadamente) 4, Hz (vermello) ata 7, Hz (ultravioleta); cal das seguintes afirmacións é correcta?: a) a luz vermella ten menor lonxitude de onda cá ultravioleta; b) a ultravioleta é a máis enerxética do espectro visible; c) ambas aumentan a lonxitude de onda nun medio con maior índice de refracción có aire. 44) (CP) Na práctica da lente converxente, debuxa a marcha dos raios se o obxecto se coloca: a) no foco, b) entre o foco e o centro óptico da lente. 45) Se cun instrumento óptico se forma una imaxe virtual, dereita e de maior tamaño que o obxecto, trátase de: a) unha lente diverxente; b) un espello convexo; c) unha lente converxente. 46) Cando un raio de luz monocromática pasa desde o aire á auga (nauga = 4/3), prodúcese un cambio: a) na frecuencia; b) na lonxitude de onda; c) na enerxía. 47) No fondo dunha piscina hai un foco de luz. Observando a superficie da auga veríase luz: a) en toda a piscina; b) só no punto enriba do foco; c) nun círculo de raio R arredor do punto enriba do foco. 47) (CP) Cun banco óptico de lonxitude l, obsérvase que a imaxe producida por unha lente converxente é sempre virtual. Explica qué ocorre. 48) Para obtener una imagen en la misma posición en que está colocado el objeto, qué tipo de espejo y en qué lugar ha de colocarse el objeto? a) Cóncavo y el objeto situado en el centro de curvatura b) Convexo y el objeto situado en el centro de curvatura c) Cóncavo y el objeto situado en el foco 49) Si un espejo forma una imagen real, invertida y de mayor tamaño que el objeto, se trata de un espejo: a) cóncavo y el objeto está situado entre el foco y el centro de la curvatura b) cóncavo y el objeto está situado entre el foco y el espejo c) convexo y el objeto está en cualquier situación 50) Si se desea obtener una imagen virtual, derecha y menor que el objeto, se usa: a) un espejo convexo b) una lente convergente c) un espejo cóncavo 2º BACHILLERATO PROBLEMAS 1) Un espejo esférico forma una imagen virtual, derecha y de tamaño doble que el objeto cuando este está situado verticalmente sobre el eje óptico y a 10 cm del espejo. Calcular: a) La posición de la imagen b) El radio de curvatura del espejo. (Dibuja la marcha de rayos) R: a) s' = 20 cm ; b) r = 40 cm 4/7

5 2) Un objeto de 3 cm de altura se sitúa a 75 cm y verticalmente sobre el eje de una lente delgada convergente de 25 cm de distancia focal. Calcula: a) La posición de la imagen b) El tamaño de la imagen. (Haz un dibujo del problema) R: a) 37,5cm; b) 1,5cm 3) El ángulo límite vidrio-agua es de 60º. Un rayo de luz que se propaga en el vidrio incide sobre la superficie de separación con un ángulo de 45º refractándose dentro del agua. Calcular: a) El índice de refracción del vidrio b) El ángulo de refracción en el agua. Dato: n a = 1,33 R: a) 1,54 ; b) 55º 4) Un objeto de 5cm de altura, está situado a una distancia x del vértice de un espejo cóncavo, de 1m de radio de curvatura; calcula la posición y tamaño de la imagen: a) Si x = 75 cm b) Si x = 25 cm. ( en los dos casos dibuja la marcha de rayos) R: a) 1,5m ; 0,1m ; b) +0,5m ; +0,1m 5) Un espejo esférico cóncavo tiene un radio de curvatura de 0,5 m determina anlíticamente y gráficamente la posición y el aumento de la imagen de un objeto de 5cm de altura situado en dos posiciones diferentes: a) a 1m del espejo b) a 0,30m del espejo R: a) s = 0,33m ; y = 1,67cm ; b) s = 1,50m ; y = 25cm 6) Dado un espello esférico de 50cm de radio e un obxecto de 5cm de altura situado sobre o eixo óptico a unha distancia de 30cm do espello, calcula analítica e graficamente a posición e tamaño da imaxe a) Se o espello é cóncavo b) Se o espello é convexo R: a) s = 150cm ; y = 25cm ; s = +14cm ; y = +2,3cm 7) Un obxecto de 3 cm de altura colócase a 20 cm dunha lente delgada de 15 cm de focal; calcula analítica e graficamente a posición e tamaño da imaxe; a) se a lente é converxente, b) se a lente é diverxente. R: a) +60cm ; 9cm ; b) 8,57cm ; 1,29cm 8) Un objeto de 1,5cm de altura está situado a 15cm de un espejo esférico convexo de radio 20cm; determina, la posición, tamaño y naturaleza de la imagen: a) gráficamente b) analíticamente c) se pueden obtener imágenes reales con un espejo convexo? R: 9) Un obxecto de 3 cm está situado a 8 cm dun espello esférico cóncavo e produce unha imaxe a 10 cm á dereita do espello: a) calcula a distancia focal; b) debuxa a marcha dos raios e obtén o tamaño da imaxe; c) en que posición do eixe hai que colocar o obxecto para que non se forme imaxe? 5/7

6 R: a) 40cm ; b) +3,75cm ; 40cm 10) Un obxecto de 3 cm de altura sitúase a 75 cm dunha lente delgada converxente e produce unha imaxe a 37,5 cm á dereita da lente: a) calcula a distancia focal; b) debuxa a marcha dos raios e obtén o tamaño da imaxe; c) en que posición do eixe hai que colocar o obxecto para que non se forme imaxe? R: 11) Un objeto de 1,5cm de altura se sitúa a 15cm de una lente divergente que tiene una focal de 10cm; determina, la posición, tamaño y naturaleza de la imagen: a) gráficamente b) analíticamente c) se pueden obtener imágenes reales con una lente divergente? R: a) ; b) s' = 6cm ; y' = +2,25cm ; virtual, derecha y menor 12) Se quiere formar una imagen real y de doble tamaño de un objeto de 1,5 cm de altura. Determina: a) la posición del objeto si se usa un espejo cóncavo de R = 15cm b) la posición del objeto si se usa una lente convergente con la misma focal que el espejo c) dibuja la marcha de rayos para los dos apartados anteriores. R: a) 11,25cm ; b) 22,5cm 13) Sobre un prisma equilátero de ángulo 60º (ver figura), incide un rayo luminoso monocromático que forma un ángulo de 50º con la normal a la cara AB. Sabiendo que en el interior del prisma el rayo es paralelo a la base AC: a) Calcula el índice de refracción del prisma b) Determina el ángulo de desviación del rayo al salir del prisma, dibujando la trayectoria que sigue el rayo c) Explica si la frecuencia y la longitud de onda correspondientes al rayo luminoso son distintas, o no, dentro y fuera del prisma Dato: n aire = 1 A B C R: a) 1,532 ; b) 50º 14) Un objeto de 3cm se sitúa a 20cm de una lente cuya distancia focal es 10cm. a) Dibuja la marcha de rayos si la lente es convergente b) dibuja la marcha de rayos si la lente es divergente c) en ambos casos calcula la posición y el tamaño de la imagen R:a) ; b) ; c) Lente convergente: s' = +20cm ; y' = 3cm ; Lente divergente: s' = 6,67cm ; y' = +1cm 15) Una lente convergente proyecta sobre una pantalla la imagen de un objeto. El aumento es de 10 y la distancia del objeto a la pantalla es de 2,7m. a) determina las posiciones de la imagen y el objeto. b) dibuja la marcha de rayos c) Calcula la potencia de la lente R: 16) Un rayo de luz pasa del agua (índice de refracción n = 4/3) al aire (n = 1). Calcula: a) el ángulo de incidencia si los rayos reflado y refractado son perpendiculares entre sí b) el ángulo límite c) hay ángulo límite si la luz incide del aire al agua? 6/7

7 R: a) 36,87º ; b) 48,59º ; c) No 7/7