PROBLEMAS

Más abajo tienes problemas expuestos de forma clásica pero antes prueba a resolver estos.

Problema 1

Problema 2

Lee antes el convenio de signos si no lo recuerdas


Los problemas que siguen debes resolverlos con lápiz y papel.

Pulsa en para comprobar los resultados de los problemas con este applet.

Minimiza el applet mientras lees los enunciados.

1.- Un objeto de 4 cm de altura, está situado 20 cm delante de una lente delgada convergente de distancia focal 12 cm. Determinar:

  1. La posición.
  2. El tamaño de su imagen

Resuelve el problema. Si no sabes pulsa en Ayuda. Comprueba con el applet

Ayuda Solución

RESOLUCIÓN


2.- En qué posiciones se podrá colocar una lente convergente de + 15 cm de distancia focal para obtener la imagen de un objeto sobre una pantalla situada a 80 cm de él.

Ayuda Solución

RESOLUCIÓN


3.- a) ¿Cual es la potencia de un sistema formado por una lente convergente de 2 dioptrías y otra divergente de 4’5 dioptrías? b) ¿Cuál es la distancia focal del sistema?

Ayuda Solución

RESOLUCIÓN

 

CUESTIONES

1.- La teoría ondulatoria de Huygens sobre la naturaleza de la luz viene confirmada por los fenómenos:

  1. Reflexión y formación de sombras.
  2. Refracción e interferencias.
  3. Efecto fotoeléctrico y efecto Compton.

SOL.: b

Huygens explicó la reflexión y la refracción de la luz a partir de la consideración de que en el foco luminoso se origina un frente de ondas que se propaga por el espacio. La energía estaría distribuida uniformemente por todo el frente de ondas.

2. - Cuando un rayo de luz pasa del aire al agua no cambia la:

  1. Velocidad de propagación.
  2. Frecuencia.
  3. Longitud de onda.

SOL.: b

Cuando un rayo de luz cambia de medio, modifica su velocidad de propagación ya que se altera su longitud de onda. La frecuencia no cambia porque el foco emisor es el mismo, y la frecuencia depende de ese foco emisor. En el paso del aire al agua se produce un cambio en las características del medio de propagación, por lo tanto del espacio, y en las características espaciales de la onda, pero no en las temporales. Las características exclusivamente temporales de una onda son la frecuencia y el período.

3. - Para afeitarse, una persona necesita ver su imagen derecha y del mayor tamaño posible. ¿Qué clase de espejo debe usar?

  1. Plano.
  2. Cóncavo.
  3. Convexo

SOL.: b

Deberá emplear un espejo que permita la obtención de imágenes aumentadas, de ahí que el espejo deba ser cóncavo, colocándose entre el foco y el punto O.

Esta construcción corresponde a una distancia entre el objeto y el espejo inferior a la distancia focal:

4. - Cuando la luz pasa de un medio a otro de distinto índice de refracción, el ángulo de refracción es:

  1. Siempre mayor que el de incidencia.
  2. Siempre menor que el de incidencia.
  3. Depende de los índices de refracción.

SOL.: c

Aplicando la 2ª ley de Snell: n1.sen e1= n2sen e2 => n1/ n2= sen e2 /sen e1

la relación entre los ángulos dependerá de la relación de los índices de refracción.

 

5. - En las lentes divergentes la imagen siempre es:

  1. Derecha, menor y virtual.
  2. Derecha, mayor y real.
  3. Derecha, menor y real.

SOL.: a

De acuerdo con la representación gráfica:

6. - En las lentes convergentes la imagen es:

  1. Derecha, menor y virtual.
  2. Derecha mayor y real.
  3. Depende de la posición del objeto.

SOL.: c

Dependerá de la posición relativa del objeto respecto del foco y del centro de la lente.

Depende de la posición del objeto, ya que si está separado de la lente más de 2 veces la distancia focal, tendrá una imagen real, invertida y menor. Con una separación igual a 2f la imagen será real, invertida y del mismo tamaño. Si está situado entre f y 2f la imagen será real, invertida y mayor. Para distancias menores, la imagen es virtual, derecha y mayor.

 

7.- Disponemos de un espejo convexo de radio de curvatura 1 m. ¿Cómo es la imagen de un objeto real?.

  1. Real, invertida y de menor tamaño.
  2. Virtual, invertida y de mayor tamaño.
  3. Virtual, derecha y de menor tamaño.

SOL.: c

De acuerdo con la marcha de los rayos:

8. - ¿Qué tipo de características de la luz pone de manifiesto el efecto fotoeléctrico?

  1. Su carácter corpuscular.
  2. Su carácter ondulatorio.
  3. Ninguno de los dos.

SOL.: a

Manifiesta el carácter corpuscular porque los rayos de luz actúan como partículas (fotones) que impactan de manera cuantizada contra los electrones. Según la teoría fotónica de Einstein, que permite explicar el efecto fotoeléctrico, la luz es un flujo continuo de partículas, sin masa en reposo, llamadas fotones, con una energía relacionada con la frecuencia: E = hn

9.-. ¿De que depende la emisión de fotoelectrones en una célula fotoeléctrica?.

  1. De la intensidad de la luz incidente.
  2. De la frecuencia de la luz incidente.
  3. De la distancia entre los electrodos.

SOL.: b

La emisión de fotoelectrones depende de que la energía de los fotones incidentes sea superior a un valor umbral característico para cada metal. Dicha energía depende de la frecuencia según la ecuación de Planck: E = hn

La emisión de electrones depende de la frecuencia de la luz incidente, es decir, de la energía de cada rayo que impacta. Sólo una vez cumplido un mínimo de energía para cada rayo, se extraen más electrones cuanto mayor sea la intensidad de la luz incidente.

10.- Colocamos un objeto a 15 cm de distancia de una lente convergente de 30 cm de distancia focal. La imagen formada es:

  1. Real, invertida y aumentada.
  2. Virtual, derecha y aumentada.
  3. Real, derecha y reducida.

SOL.: b

Trazando la marcha de los rayos correspondientes resulta que la imagen será virtual, derecha y aumentada.

11.- En los autobuses urbanos se coloca un espejo sobre la puerta para que el conductor pueda observar el interior del autobús en su totalidad. ¿Cómo es el espejo?.

  1. Cóncavo.
  2. Convexo.
  3. Plano.

SOL: b

La solución se escoje de manera que la imagen de un objeto se vea en el área del espejo. Para ello es necesario reducir el tamaño de la imagen respecto al objeto: se consigue con los espejos convexos.

12. - Las gafas de corrección de la miopía usan lentes que son:

  1. Convergentes.
  2. Divergentes.
  3. De otro tipo.

SOL: b

Las lentes de corrección de la miopía se usan para que una imagen que se forma delante del ojo se forme más atrás, evitando forzar el ojo y evitando una mala visión en el caso de que no poder forzarlo suficientemente. Para esto es necesario hacer diverger los rayos de luz que inciden en ellas.

13. - Queremos hacer pasar un rayo de luz a través de un vidrio sin que se desvíe. Tendremos que utilizar:

  1. Una lente plana paralela, en cualquier posición.
  2. No se puede hacer.
  3. Cualquier lente, atravesándola por el eje óptico.

SOL.: c

Toda lente, al ser atravesada por un rayo en su eje óptico, no se desvía puesto que las superficies que tienen que atravesar son perpendiculares al rayo incidente.

14. - Una lámpara está encendida en un flexo que tiene una pantalla reflectora en forma de pirámide de cono truncada. La razón es:

  1. Iluminar por igual en toda la superficie.
  2. Concentrar la mayor potencia luminosa posible sobre la superficie iluminada.
  3. Evitar deslumbramientos.

SOL.: b

La pantalla refleja parte de la luz que, de otra manera, sería inservible para el uso que se le quiere dar, concentrándola sobre la superficie iluminada y aumentando la intensidad luminosa en ella. El apartado c también es correcto, si bien parte del malestar visual de este tipo tiene otras causas, como el reflejo en el papel, por ejemplo.

15. - Dos rayos de luz inicialmente paralelos se cruzan después de atravesar una lente. Esto puede ocurrir en el caso de que tengamos:

  1. Una lente de vidrio cóncava en el aire.>
  2. Un hueco cóncavo lleno de aire en el interior de una masa de vidrio.
  3. Con otra disposición diferente de las anteriores.

Cuando los índices de refracción de la lente y del medio "externo" de transmisión intercambian sus valores, el efecto que producen también se invierte. Estamos acostumbrados a tener lentes de vidrio actuando en el aire, y en tal caso actúan como lentes divergentes. Pero, si el índice de refracción interior es menor que el exterior, se produce el efecto contrario: son lentes convergentes.

16. - El ángulo formado por el rayo incidente y el rayo reflejado en un espejo es a. Si el espejo rota un ángulo b en un eje perpendicular al formado por los dos rayos anteriores, el nuevo ángulo que formarán entre ellos es:


a) a+b
b) a+2b
c) a-b

SOL.: b

Cuando el espejo rota, varía el ángulo de incidencia el mismo valor que el ángulo de giro. Como en la reflexión se cumple que el ángulo de incidencia y el de reflexión son iguales, la separación entre ambos varía ese mismo valor dos veces.

Si el ángulo está en sentido contrario, pueden "cambiarse de lado" los rayos incidente y reflejado, y si el ángulo de incidencia llegara a 90º ya no incidiría en cuyo caso no se reflejaría.