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UNIVERSIDAD DON BOSCO DEPARTAMENTO DE CIENCIAS BASICAS

FIM 511 CICLO I – 2011

UNIDAD I: LUZ Y OPTICA

GUIA DE DISCUSION

1. Una luz de 486 nm de longitud de onda en el aire entra a una pecera llena con agua, luego sale a través de la pared de vidrio óptico del recipiente. ¿Cuál es la longitud de onda en el agua y en el vidrio. 2. Un espejo cóncavo tiene una longitud focal de 40.0 cm. Determine la posición del objeto para la cual la imagen resultante está vertical y es cuatro veces el tamaño del objeto. 3. El haz de luz mostrado en figura forma un ángulo de 20.0º Con la línea normal NN ′ en aceite de linaza. Determine los Ángulos θ y θ ′. (El índice de refracción del aceite de linaza es de 1.48) 4. Haga un análisis explicando los postulados acerca del comportamiento de la Luz; desde el punto de vista ondulatorio y corpuscular 5. Una mujer de 1.60 m de altura está frente a un espejo vertical plano. ¿Cuál es la altura mínima del espejo y a qué altura respecto al suelo debe estar su borde inferior para que ella pueda ver completamente su cuerpo? (suponga que los ojos de la mujer están 10 cm debajo de la parte superior de su cabeza) 6- Un buzo bajo el agua ve el sol a un ángulo aparente de 45° respecto de la vertical. ¿Dónde está

el Sol? 3

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7. Sobre una de las caras de un prisma equilátero hecho de vidrio de n = 1.56, se hace incidir un rayo a 45° respecto a la normal a dicha cara (ver figura). Determinar el ángulo φ con que emerge el rayo.

45° φ 8. Se observa que los rayos del Sol forman un ángulo de 50° con la vertical debajo del agua. ¿A

qué ángulo sobre el horizonte está el Sol? 9. Un pescado parece estar 2 m por debajo de la superficie de un estanque cuando se ve casi

por encima. ¿Cuál es la profundidad real a la que se encuentra el pescado? 10. El ángulo crítico para cierta superficie de aire líquido es θc = 57°. ¿Cuál es el valor del

índice de refracción del líquido? 11. Un espejo esférico cóncavo de 20 cm de radio se utiliza para proyectar una imagen de

una bujía sobre un muro situado a 110 cm. ¿Dónde debe ser colocada la bujía y cómo se verá la imagen?

12. La superficie cóncava de una lente plano – cóncava tiene un radio de 12 cm ¿Cuál es la

distancia focal si la lente es de un material cuyo índice de refracción es 1.54

13. Una lente de plástico (n= 1.54) tiene una superficie convexa de 25 cm de radio y una

superficie cóncava de 70 cm ¿Cuál es la distancia focal? ¿Se trata de una lente convergente o

divergente?

14. Un objeto de 8 cm de altura se encuentra a 30 cm de una lente convergente delgada cuya distancia focal es de 12 cm ¿Cuáles son la naturaleza, tamaño y la ubicación de imagen formada? 15. Un espejo esférico para afeitarse produce una amplificación de + 2.5 cuando se coloca un

objeto a 15 cm de su superficie. ¿Cuál es la distancia focal del espejo?

16. Si la luz viaja a 2.1 x 108 m/s en un medio transparente, ¿Cuál es el índice de refracción dentro

de dicho medio?

17. Un haz de luz incidente tiene un ángulo de 37º cuando pasa del aire a otro material cuyo

índice de refracción es n = 1.6. ¿Cuál es el ángulo de refracción dentro de ese material?

18. ¿Cuál es el ángulo crítico en relación con el aire para el diamante y para el agua?

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19. Dos ranuras separadas entre si 0.300 mm están colocadas a 85.0 cm de una pantalla. ¿Cuál es la distancia entre la segunda y tercera líneas oscuras de la configuración de interferencia en la pantalla cuando las ranuras están iluminadas con luz coherente de 600 nm? 20. Una longitud de onda de 0.129 nm caracteriza a los rayos x Kα del zinc. Cuando un haz de estos rayos X incide sobre la superficie de un cristal cuya estructura es similar a la del NaCl, se observa un máximo de primer orden a 8.15º. A partir de esta información calcule el espaciamiento interplanar. 21. Un haz de luz de 750 nm incide a la superficie plana de un cierto líquido y el haz se separa en un rayo reflejado y en un rayo refractado. Si el rayo reflejado está polarizado por completo a 36.0º ¿Cuál es la longitud de onda del rayo refractado? 22. Dos rendijas paralelas estrechas que están separadas por 0.850 mm, son iluminadas por luz de 600 nm y la pantalla de visión está a 2.82 m de estas rendijas. ¿Cuál es la diferencia de fase entre las dos ondas que interfieren en una pantalla en un punto a 2.50 mm de la franja brillante central? 23. Un tanque de agua se cubre con una capa de aceite de linaza (nl = 1.48) con espesor de 1 cm,

encima de la cual hay aire (na = 1). ¿Qué ángulo θi debe hacer en la superficie de separación agua-aceite un haz de luz, originado en el tanque, para que no se escape nada de luz en la capa de aceite?

na = 1.00 nl = 1.48 θi nw = 1.33