Las Ondas Electromagnéticas Problemas de Práctica. Multiopcion. Slide 1 / 52. Slide 2 / 52. Slide 3 / 52 A B

Transcripción

1 Slide 1 / 52 Las Ondas lectromagnéticas Problemas de Práctica Slide 2 / 52 Multiopcion 1 uál de las siguientes teorías puede explicar la curvatura de las ondas detrás de los obstáculos en la "región de sombra"? Slide 3 / 52 La teoría corpuscular de la luz La teoría ondulatoria de la luz Teoría cinética Teoría de la relatividad La mecánica clásica

2 2 La teoría ondulatoria de la luz se asocia con: Slide 4 / 52 Isaac Newton lbert instein Max Plank hristian Huygens Robert Milliken 3 Un rayo de luz tiene una longitud de onda de 600nm en el aire. uál es la frecuencia de la luz? ( = 3x10 8 m/s) Slide 5 / 52 5,0x10 14 Hz 2,0x10 14 Hz 3,0x10 14 Hz 6,0x10 14 Hz 2,0x10 14 Hz 4 Un rayo de luz cambia su dirección al chocar contra un límite entre el aire y el agua. uál de las siguientes es responsable por este fenómeno? Slide 6 / 52 difracción interferencia reflexión refracción polarización

3 5 Un rayo de luz que viaja en el aire con una longitud de onda de 600nm cae sobre un bloque de vidrio. uál es la longitud de onda del rayo de luz en el vidrio? (N = 1,5) Slide 7 / nm 400 nm 600 nm 300 nm 900 nm 6 Un rayo de luz que viaja en el aire con una longitud de onda de 600nm cae sobre un bloque de vidrio. uál es la velocidad del rayo de luz en el vidrio? ( = 3x10 8 m/s, n = 1,5) Slide 8 / 52 3,0x10 8 m/s 2,0x10 8 m/s 1,5x10 8 m/s 1,0x10 8 m/s 0,5x10 8 m/s 7 Un rayo de luz que viaja en el aire con una longitud de onda de 600 nm cae sobre un bloque de vidrio. uál es la frecuencia del rayo de luz en el vidrio? ( = 3x10 8 m/s, n = 1,5) Slide 9 / 52 5,0x10 14 Hz 2,5x10 14 Hz 3,0x10 14 Hz 6,0x10 14 Hz 2,0x10 14 Hz

4 8 uál de las siguientes es el orden correcto de la radiación electromagnética con una creciente frecuencia? Ondas de radio, luz visible, radiación IR, radiación UV, rayos X, rayos γ γ-rays, luz visible, radiación IR, radiación UV, rayos X, ondas de radio Ondas de radio, radiación UV, luz visible, radiación IR, los rayos X, rayos γ Ondas de radio, luz visible, rayos X, radiación IR, radiación UV, rayos γ Ondas de radio, radiación IR, luz visible, radiación UV, los rayos X, rayos γ Slide 10 / 52 9 Un rayo de luz se expande cuando viaja a través de una rendija estrecha. uál de las siguientes puede explicar este fenómeno? Slide 11 / 52 polarización reflexión dispersión difracción refracción 10 n Young experimento de doble rendija una serie de líneas claras y oscuras se observó. uál de las siguientes principios es responsable por este fenómeno? Slide 12 / 52 polarización reflexión dispersión interferencia refracción

5 11 uál de las siguientes ondas electromagnéticas puede ser difractada por un edificio? Slide 13 / 52 las ondas de radio Ondas infrarrojas Ondas ultravioletas La luz visible γ-ondas 12 Un rayo de luz azul cae en dos rendijas estrechas produciendo un patrón de interferencia en una pantalla. Si en vez del color azul un rayo de luz roja se utiliza en el mismo experimento, cual nuevos cambios en el patrón de interferencia se puede observar? Slide 14 / 52 Franjas de interferencia se mueven cerca al máximo central Franjas de interferencia se alejan del máximo central No hay cambios en la interferencia Franjas brillantes se sustituyen con franjas oscuras l número de franjas aumenta 13 n el experimento de doble rendija de Young un patrón de interferencia se observa en una pantalla. l aparato entonces se sumerge en el agua. uál es el nuevo cambio en el patrón de interferencia? Slide 15 / 52 Franjas de interferencia se mueven cerca al máximo central Franjas de interferencia se alejan del máximo central No hay cambios en la interferencia Franjas brillantes se sustituyen con franjas oscuras l número de franjas aumenta

6 14 os ondas de luz coherente, se acercan a un punto determinado en la pantalla produciendo una interferencia constructiva. La distancia adicional óptica recorrida por una de las ondas es la siguiente: Slide 16 / 52 λ/2 λ/3 3λ/2 λ 5λ/2 15 n un experimento de doble rendija de Young la distancia entre las rendijas incrementa. Qué sucede con la separación entre las franjas? Slide 17 / 52 aumenta disminuye sigue siendo lo mismo umenta para las franjas brillantes y disminuye para las franjas oscuras umenta para las franjas oscuras y disminuye para las franjas brillantes 16 n un experimento de doble rendija la distancia entre las rendijas se duplica. Qué pasa con la separación entre dos máximos adyacentes? Slide 18 / 52 se duplica se cuádrupla se corta a la mitad se corta a la cuarta sigue siendo lo mismo

7 17 n un experimento de una sola rendija, el resultado de la interferencia por un rayo láser (que un estudiante observo) fue un conjunto de círculos concéntricos de color rojo y negro. uando el aumenta la separación entre las rendijas que ocurre con el patrón de interferencia? Slide 19 / 52 La separación entre los círculos aumenta La separación entre los círculos disminuye No hay cambios en el patrón de interferencia La separación entre los círculos aumenta y luego disminuye La separación entre los círculos disminuye y luego aumenta 18 Un haz de luz incide sobre una película delgada y parcialmente se refleja de la película y se transmite parcialmente a través de la película. uál es la diferencia de fase entre las ondas reflejadas y transmitidas? Slide 20 / 52 λ 2λ λ/3 λ/4 λ/2 19 Un haz de luz que viaja en el agua entra al aire. ual es la diferencia de fase entre las ondas incidentes y transmitidas? Slide 21 / λ λ/3 λ/4 λ/2

8 20 Un haz de luz de ondas coherentes con una longitud de onda de 600nm cae perpendicularmente sobre la rejilla de difracción. La separación entre dos rendijas adyacentes es de 1,8µm. uál es el número máximo de órdenes del espectro se que puede observar en la pantalla? Slide 22 / Los rayos del sol caen sobre una prisma de cristal. uál de los rayos siguientes se refracta menos? Slide 23 / 52 azul violeta verde amarillo rojo 22 Luz, no polarizada, pasa a través de dos polarizadores; el eje de uno es vertical y del otro es 60 o al vertical. Si la intensidad del luz incidente es I 0, uál es la intensidad de la luz transmitida? Slide 24 / 52 I 0 I 0 /4 I 0 /3 I 0 /2 I 0 /8

9 Slide 25 / 52 Preguntas biertas 1. Luz coherente monocromática cae normalmente en dos rendijas separadas por una distancia d = 2,2mm. l patrón de interferencia se observa en una pantalla de L = 4m desde las rendijas. a. uál es el resultado de la interferencia en el punto? b. uál es la longitud de onda de la luz incidente? c. etermina el ancho angular entre dos máximas de segunda orden. d. Si una de las rendijas se cubre con un bloque de vidrio y las dos ondas surgen de las rendijas con 180 o fuera de fase. escribe la interferencia del patrón en la pantalla. Luz Slide 26 / Luz coherente monocromática cae normalmente en dos rendijas separadas por una distancia d = 2,2mm. l patrón de interferencia se observa en una pantalla de L = 4m desde las rendijas. a. uál es el resultado de la interferencia en el punto? Luz Slide 27 / 52

10 1. Luz coherente monocromática cae normalmente en dos rendijas separadas por una distancia d = 2,2mm. l patrón de interferencia se observa en una pantalla de L = 4m desde las rendijas. Luz Slide 28 / 52 b. uál es la longitud de onda de la luz incidente? 1. Luz coherente monocromática cae normalmente en dos rendijas separadas por una distancia d = 2,2mm. l patrón de interferencia se observa en una pantalla de L = 4m desde las rendijas. c. etermina el ancho angular entre dos máximas de segunda orden. Luz Slide 29 / Luz coherente monocromática cae normalmente en dos rendijas separadas por una distancia d =2,2mm. l patrón de interferencia se observa en una pantalla de L = 4m desde las rendijas. Luz Slide 30 / 52 d. Si una de las rendijas se cubre con un bloque de vidrio y las dos ondas surgen de las rendijas con 180 o fuera de fase. escribe la interferencia del patrón en la pantalla.

11 2. n el experimento de doble rendija rayos Luz del del Sol sol inciden sobre dos rendijas estrechas con 2,4 mm de separación. Luz del Sol Franjas de color se observan en un detector de pantalla de 2m de distancia desde las rendijas. (Λ violeta = 400nm, λ Rojo=700 nm) xperimento de doble rendija Slide 31 / 52 a. etermina la diferencia del camino entre dos ondas azules que llegan a la máxima del primer orden. Pantallade rendijas b. etermina la diferencia del camino entre dos ondas rojas que llegan a la máxima del primer orden. c. etermina el ancho de la segunda orden máximo. d. l aparato entero se sumerge en el agua con índice de refracción de 1,3. etermina el ancho de la segunda máxima. 2. n el experimento de doble rendija rayos del sol inciden sobre dos rendijas estrechas con 2,4 mm de separación. Luz del Sol Franjas de color se observan en un detector de pantalla de 2m de distancia desde las rendijas. (Λ violeta = 400nm, λ Rojo=700 nm) xperimento de doble rendija Slide 32 / 52 a. etermina la diferencia del camino entre dos ondas azules que llegan a la máxima del primer orden. Pantallade rendijas 2. n el experimento de doble rendija rayos del sol inciden sobre dos rendijas estrechas con 2,4 mm de separación. Luz del Sol Franjas de color se observan en un detector de pantalla de 2m de distancia desde las rendijas. (Λ violeta = 400nm, λ Rojo=700 nm) xperimento de doble rendija Slide 33 / 52 b. etermina la diferencia del camino entre dos ondas rojas que llegan a la máxima del primer orden. Pantallade rendijas

12 2. n el experimento de doble rendija rayos del sol inciden sobre dos rendijas estrechas con 2,4 mm de separación. Luz del Sol Franjas de color se observan en un detector de pantalla de 2m de distancia desde las rendijas. (Λ violeta = 400nm, λ Rojo=700 nm) xperimento de doble rendija Slide 34 / 52 c. etermina el ancho de la segunda orden máximo. Pantallade rendijas 2. n el experimento de doble rendija rayos del sol inciden sobre dos rendijas estrechas con 2,4 mm de separación. Luz del Sol Franjas de color se observan en un detector de pantalla de 2m de distancia desde las rendijas. (Λ violeta = 400nm, λ Rojo=700 nm) xperimento de doble rendija Slide 35 / 52 d. l aparato entero se sumerge en el agua con índice de refracción de 1,3. etermina el ancho de la segunda máxima. Pantallade rendijas 3. Luz con dos longitudes de onda λ zul =450nm y λ Rojo =700 nm inciden sobre una rejilla de difracción de 6000 líneas/cm. Un patrón de interferencia de colores se observa en una pantalla de 2,5m de distancia. a. uál es la amplitud angular entre dos líneas espectrales azules de primer orden? b. uál es la amplitud angular entre dos líneas espectrales azules de primer orden? c. uál es la distancia entre dos, rojo y azul, líneas espectrales de segunda orden? d. uántas órdenes espectrales de color azul se pueden ver en la pantalla? e. uántas órdenes espectrales de color rojo se pueden ver en la pantalla? Rejilla Slide 36 / 52

13 3. Luz con dos longitudes de onda λ zul =450nm y λ Rojo =700 nm inciden sobre una rejilla de difracción de 6000 líneas/cm. Un patrón de interferencia de colores se observa en una pantalla de 2,5m de distancia. a. uál es la amplitud angular entre dos líneas espectrales azules de primer orden? Rejilla Slide 37 / Luz con dos longitudes de onda λ zul =450nm y λ Rojo =700 nm inciden sobre una rejilla de difracción de 6000 líneas/cm. Un patrón de interferencia de colores se observa en una pantalla de 2,5m de distancia. b. uál es la amplitud angular entre dos líneas espectrales azules de primer orden? Rejilla Slide 38 / Luz con dos longitudes de onda λ zul =450nm y λ Rojo =700 nm inciden sobre una rejilla de difracción de 6000 líneas/cm. Un patrón de interferencia de colores se observa en una pantalla de 2,5m de distancia. c. uál es la distancia entre dos, rojo y azul, líneas espectrales de segunda orden? Rejilla Slide 39 / 52

14 3. Luz con dos longitudes de onda λ zul =450nm y λ Rojo =700 nm inciden sobre una rejilla de difracción de 6000 líneas/cm. Un patrón de interferencia de colores se observa en una pantalla de 2,5m de distancia. d. uántas órdenes espectrales de color azul se pueden ver en la pantalla? Rejilla Slide 40 / Luz con dos longitudes de onda λ zul =450nm y λ Rojo =700 nm inciden sobre una rejilla de difracción de 6000 líneas/cm. Un patrón de interferencia de colores se observa en una pantalla de 2,5m de distancia. e. uántas órdenes espectrales de color rojo se pueden ver en la pantalla? Rejilla Slide 41 / Un bloque de vidrio de n=1,6 está cubierta por una fina película de n=1,3. Una haz monocromática de luz λ=600nm que inicialmente viaja en el ire aire incide sobre la película. (supone que el ángulo de la incidencia es pequeño) Vidrio a. uál es la frecuencia de la luz incidente? b. uál es la frecuencia de la luz incidente? c. uál debe ser el espesor mínimo de la película con el fin de minimizar la intensidad de la luz reflejada? d. uál debe ser el mínimo, distinto de cero, espesor de la película con el fin de maximizar la intensidad de la luz reflejada? Slide 42 / 52

15 4. Un bloque de vidrio de n=1,6 está cubierta por una fina película de n=1,3. Una haz monocromática de luz λ=600nm que inicialmente viaja en el ire aire incide sobre la película. (supone que el ángulo de la incidencia es pequeño) Vidrio a. uál es la frecuencia de la luz incidente? Slide 43 / Un bloque de vidrio de n=1,6 está cubierta por una fina película de n=1,3. Una haz monocromática de luz λ=600nm que inicialmente viaja en el ire aire incide sobre la película. (supone que el ángulo de la incidencia es pequeño) Vidrio b. uál es la frecuencia de la luz incidente? Slide 44 / Un bloque de vidrio de n=1,6 está cubierta por una fina película de n=1,3. Una haz monocromática de luz λ=600nm que inicialmente viaja en el ire aire incide sobre la película. (supone que el ángulo de la incidencia es pequeño) Vidrio c. uál debe ser el espesor mínimo de la película con el fin de minimizar la intensidad de la luz reflejada? Slide 45 / 52

16 4. Un bloque de vidrio de n=1,6 está cubierta por una fina película de n=1,3. Una haz monocromática de luz λ=600nm que inicialmente viaja en el ire aire incide sobre la película. (supone que el ángulo de la incidencia es pequeño) Vidrio d. uál debe ser el mínimo, distinto de cero, espesor de la película con el fin de maximizar la intensidad de la luz reflejada? Slide 46 / Una burbuja de jabón se ilumina con luz de 480nm. l índice de refracción de la burbuja es de 1,3. a. alcula la frecuencia de la luz incidente? b. alcula la longitud de onda de la luz en la película. c. alcula el espesor mínimo de la película necesaria para minimizar la intensidad de la luz reflejada. ire ire Slide 47 / 52 d. alcula el espesor mínimo, distinto de cero, de la película necesaria para maximizar la intensidad de la luz reflejada. 5. Una burbuja de jabón se ilumina con luz de 480nm. l índice de refracción de la burbuja es de 1,3. a. alcula la frecuencia de la luz incidente? ire Slide 48 / 52 ire

17 5. Una burbuja de jabón se ilumina con luz de 480nm. l índice de refracción de la burbuja es de 1,3. b. alcula la longitud de onda de la luz en la película. ire ire Slide 49 / Una burbuja de jabón se ilumina con luz de 480nm. l índice de refracción de la burbuja es de 1,3. c. alcula el espesor mínimo de la película necesaria para minimizar la intensidad de la luz reflejada. ire ire Slide 50 / Una burbuja de jabón se ilumina con luz de 480nm. l índice de refracción de la burbuja es de 1,3. ire Slide 51 / 52 d. alcula el espesor mínimo, distinto de cero, de la película necesaria para maximizar la intensidad de la luz reflejada. ire

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