SOLUCION EXAMEN 2BACH ÓPTICA

1. ¿Qué es el ángulo límite, y cuándo se puede producir la reflexión total? [0,5 plantea las circunstancias de forma correcta bajo las que se produce la reflexión total; 0,5 define el ángulo límite con ayuda de ecuaciones matemáticas]
Cuando nos dirigimos de medio de un índice de refracción a otro de menor índice, el ángulo de refracción es mayor que el de incidencia.


En el caso de que la luz se dirija de un medio a otro de menor índice de refracción, puede ocurrir que bajo ciertas condiciones esta no llegue a atravesar la superficie de separación de los medios. A la luz no la quedará más remedio de reflejarse, es lo que se conoce como reflexión total.

Ocurre cuando vamos abriendo el ángulo de incidencia, y como consecuencia de la Ley de Snell el de refracción también, y como en este caso es mayor que el de incidencia puede ocurrir que el ángulo refractado sea de 90º, que es lo máximo que puede ocurrir y a partir de aquí no logre atravesar el dipotrio. El ángulo de incidencia máximo se conoce como ángulo límite o de Kepler. Para calcularlo recurrimos a la Ley de Snell cuando el ángulo refractado es de 90º.
n•sen(i)=n^'•sen(90)
Sen(i)=n’/n
i=arcsen(n’/n)

2. Dibuja un esquema para una lente divergente y sitúa en ella los focos imagen y objeto. Una vez hecho el dibujo esquemático, dibuja un objeto longitudinal a una distancia doble que la focal, y después traza los tres rayos para conseguir la imagen del objeto. [0,5 por el dibujo esquemático con los focos bien dispuestos; y 0,5 puntos más si ha trazado correctamente los tres rayos; y otros más 0,5 si encuentra después la imagen].

Se trata de una imagen virtual, derecha y menor.

3. Un espejo convexo de 10 cm de radio está situado a 20 cm de un objeto. ¿Dónde se formará la imagen, dónde estará el foco y qué tipo es? [0,5 el dibujo; 0,5 uso de unidades; 0,5 despeja antes de sustituir los datos; 1 todo bien, 0,5 dos respuesta al menos bien]

f=R/2=10/2 cm=5cm Válido para todos los espejos curvos. En lo convexos el radio es positivo.
1/s+1/s’=2/R
1/(-20cm)+1/s’=2/(10cm)
1/s’=(2/10+1/20)(1/cm)=5/(20cm)
s’=20/5 cm =4 cm
La imagen estará situada a la derecha del espejo. Por tanto se trata de una imagen virtual.
Aumento lateral m=-s’/s=+1/3. Por tanto derecha y menor.



4. Pregunta de desarrollo: defectos de la visión del ojo, causas y soluciones. [0,5 está completa y correcta; 0,5 redacta la respuesta; 0,5 usa términos científicos]

El ojo humano no siempre se comporta correctamente, y presenta ciertos defectos, algunos achacables a la edad, por la pérdida de elasticidad del cristalino, otros debido a causas genéticas, y otros a malos usos del órgano.
Miopía: Exceso de curvatura del cristalino, la imagen del punto remoto se sitúa delante de la retina. Se ve mal de lejos. Se corrige con una lente divergente.
Hipermetropía: El punto próximo tiene su imagen detrás de la retina, no se puede enfocar sobre ella, el cristalino no se curva lo suficiente. Se corrige con una lente convergente.
Presbicia: Vista cansada, suele aparecer con la edad, está originada por la pérdida de elasticidad del cristalino, alejándose el punto próximo. Se corrige con una lente convergente.
Daltonismo: Falta de los conos relativos a los colores rojo y verde.
Astigmatismo: Curvatura irregular del cristalino. No se pueden apreciar las rectas paralelas. Lente cilíndrica.
Cataratas: Pérdida de trasparencia del cristalino.

5. Sabiendo que el período de semidesintegración del 21084Po es de 138 días, ¿cuántos átomos de un mol de Polonio se desintegran en un día? Dato, NAv=6,023•1023. [0,5 plantea ecuación y luego despeja; 0,5 pasa de moles a átomos; 0,5 resuelve numéricamente el ejercicio]

7. Una nave se desplaza a velocidades elevadas y comparables a la de la luz. A bordo lleva un pasajero que es observado desde el planeta de partida. ¿Medirán lo mismo la nave para el pasajero y para el espectador planetario? ¿Qué le ocurre a la masa de la nave? [0,5 cada respuesta correcta, y 0,5 más en total si ambas se apoyan en las respectivas ecuaciones físicas]
No medirán lo mismo, porque las distancias medidas dependen del estado de movimiento relativo entre objeto y medidor. Por ello, para el pasajero que está en reposo respecto a la nave, la nave medirá diferente respecto al observador en el planeta, que se aleja a alta velocidad de la nave.
Si la nave anterior midiera L’ para un observador en reposo respecto a la nave, para un observador en movimiento relativo frente a ella, (el observador del planeta), mide una distancia L menor , (aquí como en la ecuación situada más abajo, el denominador es menor que la unidad):