1.
Define
los siguientes conceptos: Dioptrio, Foco Objeto, Imagen Virtual, Lente. [0,5
cada definición correcta]
Dioptrio: Superficie de separación entre dos medios de
distinta refringencia.
Foco Objeto: Punto sobre el eje que tiene su imagen en
el infinito.
Imagen virtual: Imagen formada por las prolongaciones
aparentes de los rayos reflejados/refractados.
Lente: Conjunto de dioptrios centrados, manteniendo un
eje óptico común.
2. Construye la imagen para
el siguiente objeto situado delante de una lente: [0,5 trazado de los rayos;
0,5 limpieza y claridad]
Los rayos necesarios para encontrar la imagen son dos,
pero dibujo tres para abarcar todas las combinaciones posibles en las
respuestas de los exámenes. Cada rayo está en trazo continuo y de un color
diferente, su prolongación para construir la imagen virtual en trazo
discontinuo. El objeto es la flecha azul y la imagen la de color violeta.
3.
Explica
en qué consiste la miopía, y cómo podemos solucionar este problema de la
visión. [0,5 respuesta correctas; 0,5 argumentos bien expuestos y haciendo uso
de términos científicos]
El ojo miope no es capaz de relajar completamente el
cristalino, de forma que para los objetos lejanos no forma la imagen sobre la
retina, lo hace delante de ella. Podríamos plantear que el cristalino es
excesivamente convergente. Para corregirlo colocamos una lente divergente
delante del cristalino, (gafas o lentilla)
5.
Un
espejo convexo de 10 cm de radio está situado 25 cm delante de un objeto. [0,5
uso de unidades; 0,5 plantea ecuaciones, despeja y luego resuelve; 0,5 cada
respuesta correcta]
a.
¿Cuál
es la distancia focal del espejo?
b.
¿Dónde
se formará la imagen?
c.
¿Cuál
es el aumento lateral producido?
d.
¿Qué
tipo de imagen tenemos?
Aunque no es necesario hacer el dibujo del espejo, hagámoslo
para mayor claridad en el ejercicio.
En un espejo los dos focos coinciden en un punto del eje óptico y siempre la
distancia focal es la mitad del radio:
R=+10
cm f=+5cm
Escribimos la ecuación de los espejos: 1/s+1/s’=1/f
Como desconocemos la distancia imagen s’, despejamos,
(atentos al criterio de signos):
1/s’=1/f-1/s=(s-f)/sf s’=sf/(s-f)=-25cm·5cm/(-25cm-5cm)=+4.17cm
Conocida la distancia imagen, pasamos a calcular el aumento
lateral “B”:
B=-s’/s=-4’17cm/-25cm=+0,17
Tipo de la imagen: Al ser el aumento lateral “B” menor de la
unidad, la imagen es menor, al ser además positivo la imagen es derecha. Por otra
lado al estar la imagen situada detrás del espejo, donde los rayos no pueden
penetrar al ser reflejados por este, aquella debe ser formada por las
prolongaciones aparentes de los rayos. Entoces es una imagen virtual.
6.
Una
lámina de vidrio de caras planas y paralelas situada en el aire tiene un
espesor de 8 cm y un índice de refracción de 1,6. Calcular para un rayo de luz
monocromático que incide con un ángulo de 45º con la normal: [ 1 punto todos
los ángulos; 0,5 ecuación a utilizar; 0,5 respuesta b]
a.
Los
ángulos de refracción al entrar y salir de la lámina, y el de incidencia en la
segunda superficie.
b. ¿Qué efecto óptico se consigue con esta
disposición?
Hagamos un dibujo esquemático de la situación, y de paso contestamos
a la pregunta (b). El efecto óptico que se produce es un desplazamiento del
rayo, pero no una desviación. Por tanto el rayo emergente es paralelo al
incidente. Para resolver el ejercicio aplicaremos la Ley de Snell una sola vez:
Los ángulos r1 e i2 son iguales, (dos paralelas cortadas por
una recta). Calculamos r1 según Snell
n1·sen(i1)=n2·sen(r1)
sen(r1)=n1·sen(i1)/n2=1·sen(45)/1,6=0,442
r1=arcsen(0,442)=26,22º
Como i2=26,22º, al aplicar la Ley de Snell de Nuevo para la
segunda refracción, obtenemos de nuevo que r2=45º. No es necesario realizar de
nuevo los cálculos.
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