Óptica

1.-

1. Explique los fenómenos de reflexión y refracción de la luz con ayuda de un esquema.
2. Un haz de luz pasa del aire al agua. Razone cómo cambian su frecuencia, longitud de onda y velocidad de propagación.

2.- Un rayo de luz monocromática incide en una de las caras de una lámina de vidrio, de caras planas y paralelas, con un ángulo de incidencia de 30º. La lámina está situada en el aire, su espesor es de 5 cm y su índice de refracción 1,5.

1. Dibuje el camino seguido por el rayo y calcule el ángulo que forma el rayo que emerge de la lámina con la normal.
2. Calcule la longitud recorrida por el rayo en el interior de la lámina.

3.-

1. Razone si tres haces de luz visible de colores azul, amarillo y rojo, respectivamente: i) tienen la misma frecuencia; ii) tienen la misma longitud de onda; iii) se propagan en el vacío con la misma velocidad. ¿Cambiaría alguna de estas magnitudes al propagarse en el agua?
2. ¿Qué es la reflexión total de la luz? ¿Cuándo puede ocurrir?

4.- Un rayo luminoso que se propaga en el aire incide sobre el agua de un estanque formando un ángulo de 20º con la normal.

1. ¿Qué ángulo formarán entre sí los rayos reflejado y refractado?
2. Variando el ángulo de incidencia, ¿podría producirse el fenómeno de reflexión total? Razone la respuesta.
   n_aire = 1 ; n_agua = 1,33

5.- El ángulo límite vidrio-agua es de 60º. Un rayo de luz, que se propaga por el vidrio, incide sobre la superficie de separación con un ángulo de 45º y se refracta dentro del agua.

1. Explique qué es el ángulo límite y determine el índice de refracción del vidrio
2. Calcule el ángulo de refracción en el agua.
   n_agua = 1,33

6.- Dibuje la marcha de los rayos e indique el tipo de imagen formada con una lente convergente si:

1. La distancia objeto, s, es igual al doble de la focal, f.
2. La distancia objeto es igual a la focal.

7.-

1. Explique, con ayuda de un esquema, los fenómenos de refracción de la luz y de reflexión total.
2. El índice de refracción de las sustancias disminuye al aumentar la longitud de onda. ¿Se desviará más la luz roja o la azul cuando los rayos inciden en el agua desde el aire? Razone la respuesta.

8.-

1. ¿Por qué la profundidad real de una piscina llena de agua es siempre mayor que la profundidad aparente?
2. Explique qué es el ángulo límite y bajo qué condiciones puede observarse.

9.- Un rayo de luz pasa de un medio a otro, en el que se propaga a mayor velocidad.

1. Indique cómo varían la longitud de onda, la frecuencia y el ángulo que forma dicho rayo con la normal a la superficie de separación, al pasar del primero al segundo medio.
2. Razone si el rayo de luz pasará al segundo medio, independientemente de cuál sea el valor del ángulo de incidencia.

10.-

1. Explique qué es una imagen real y una imagen virtual y señale alguna diferencia observable entre ellas.
2. ¿Puede formarse una imagen virtual con un espejo cóncavo? Razone la respuesta utilizando las construcciones gráficas que considere oportunas.

11.- Razone las respuestas a las siguientes cuestiones:

1. ¿En qué consiste la refracción de ondas? Enuncie sus leyes.
2. ¿Qué características de la onda varían al pasar de un medio a otro?

12.-

1. Construya gráficamente la imagen obtenida en un espejo cóncavo de un objeto situado entre el espejo y el foco. ¿Qué características tiene dicha imagen?
2. Los espejos convexos se emplean, por sus características, en los retrovisores de los automóviles, en los espejos de los cruces en las calles, etc. Explique por qué.

13.- Un haz de luz que viaja por el aire incide sobre un bloque de vidrio. Los haces reflejado y refractado forman ángulos de 30º y 20º, respectivamente, con la normal a la superficie del bloque.

1. Calcule la velocidad de la luz en el vidrio y el índice de refracción de dicho material.
2. Explique qué es el ángulo límite y determine su valor para al caso descrito. c = 3·10⁸ m/s

14.-

1. ¿Cuál es la longitud de onda de una estación de radio que emite con una frecuencia de 100 MHz?
2. Si las ondas emitidas se propagaran por el agua, razone si tendrían la misma frecuencia y la misma longitud de onda. En el caso de que varíe alguna de estas magnitudes, determine su valor. c = 3·10⁸ m/s ; n_agua/aire = 1,3.

15.- Una lámina de vidrio, de índice de refracción 1,5, de caras paralelas y espesor 10 cm, está colocada en el aire. Sobre una de sus caras incide un rayo de luz, como se muestra en la figura. Calcule: La altura h y la distancia d marcadas en la figura. c = 3 ·10⁸ m/s

16.- Un rayo de luz que se propaga por un medio a una velocidad de 165 km s^-1 penetra en otro medio en el que la velocidad de propagación es 230 km s^-1 .

1. Dibuje la trayectoria que sigue el rayo en el segundo medio y calcule el ángulo que forma con la normal si el ángulo de incidencia es de 30º.
2. ¿En qué medio es mayor el índice de refracción? Justifique la respuesta.

17.- Un rayo de luz monocromática, que posee una longitud de onda de 6 ·10^-7 m en el aire, incide con un ángulo de 30º sobre la superficie del agua, cuyo índice de refracción es 1,33. Calcule:

1. La frecuencia, la velocidad de propagación y la longitud de onda de la luz en el agua.
2. El ángulo que forman entre si el rayo reflejado y el refractado. c = 3 ·10⁸ m s^-1