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Pontificia Universidad Católica del Perú Estudios Generales Ciencias

El Láser y sus Aplicaciones Examen Parcial

Semestre académico 2014 - 2 Prof. Franco Gonzales

INSTRUCCIONES El examen es sobre 20 puntos y tiene una duración exacta de una hora con cincuenta minutos. La práctica es sin libros ni apuntes. Se puede usar una calculadora (de uso exclusivamente individual). Está prohibido el uso de correctores líquidos.

1. (5 puntos) Verdadero o falso: Si la afirmación es verdadera, por qué lo es, si es falsa, dar un contra ejemplo, es decir, un ejemplo que contradiga la afirmación. a) El ángulo de refracción de la luz es siempre menor que el ángulo de incidencia. b) El índice de refracción del agua es el mismo para todas longitudes de onda en el espectro

visible. c) Una imagen virtual no puede proyectarse sobre una pantalla. d) Una lente divergente no puede formar una imagen real de un objeto real. e) La distancia imagen de en el caso de una lente convergente es siempre positiva. f) La imagen formada por el objetivo de un microscopio es invertida y de mayor tamaño que

el objeto. g) La imagen formada por el objetivo de un telescopio es invertida y de mayor tamaño que el

objeto. h) La lente del ojo forma una imagen real. i) Sólo se observa interferencia en ondas procedentes de fuentes coherentes. j) Cuando ocurre interferencia destructiva entre dos ondas, la energía se convierte en

energía térmica.

2. (3 puntos) Un cilindro transparente de radio R = 2 m tiene una superficie reflectora sobre la mitad de la parte derecha, como se muestra en la figura. Un rayo de luz que viaja en el aire incide sobre el lado izquierdo del cilindro. El rayo de luz que entra y el rayo de luz que sale son paralelos y están separados una distancia d = 2 m. Determine el índice de refracción del material.

3. (3 puntos) Una fibra óptica, como la representada en la figura, tiene un índice refracción n = 1,50 y se halla rodeada de agua (na = 1,33). Calcule el valor máximo del ángulo incidencia sobre la cara A para que los rayos sean transmitidos por reflexión total a través de la fibra.

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4. (3 puntos) Un espejo esférico cóncavo para afeitarse tiene un radio de curvatura de 32.0 cm.

a) ¿Cuál es el aumento del rostro de una persona cuando está 12.0 cm a la izquierda del vértice del espejo? b) ¿Dónde está la imagen? ¿La imagen es real o virtual? c) Dibuje un diagrama de rayos principales para mostrar la formación de la imagen.

5. (3 puntos) Los radios de curvatura de las superficies de una lente convergente delgada de

menisco son R1 = +12.0 cm y R2 = +28 cm. El índice de refracción es de 1.60. a) Calcule la posición y el tamaño de la imagen de un objeto con forma de flecha de 5.00 mm

de altura, perpendicular al eje de la lente, 45.0 cm a la izquierda de la lente. b) Dibuje un diagrama de rayos principales para mostrar la formación de la imagen. c) Se coloca una segunda lente convergente, de la misma distancia focal, 3.15 m a la derecha

de la primera. Determine la posición y el tamaño de la imagen final. ¿La imagen final es derecha o invertida con respecto al objeto original?

6. (3 puntos) Se hace pasar luz coherente de una lámpara de vapor de sodio a través de un filtro que bloquea todo excepto la luz de una sola longitud de onda. Después incide sobre dos ranuras separadas por una distancia de 0.460 mm. En el patrón de interferencia resultante sobre una pantalla a 2.20 m de distancia, las franjas brillantes adyacentes están separadas por 2.82 mm. ¿Cuál es la longitud de onda?

San Miguel, 07 de octubre del 2014