Actividad 18: Optica

1) El año luz es una unidad que sirve como medida de longitud en astronomía. Se lo define como la longitud recorrida por un rayo luminoso en un año. Exprese un año-luz en km.
Respuesta: 9460800000000 km

2) Calcular el tiempo que tarda en llegar a la Tierra la luz de una estrella situada a 36.1012 km.
Respuesta: 4 años.

3) ¿Cuál será la distancia a que se encuentra una estrella cuya luz tarda 3,5 años en llegar a la tierra?.
Respuesta: 2799360000.

4) ¿Cuánto tiempo tardará la luz del sol en llegar a la Tierra si se admite como distancia aproximada entre ellos 15.107 km?.
Respuesta: 500 s

5) ¿A qué distancia se encuentra una estrella cuya luz tarda un año en llegar a la Tierra?.
Respuesta: 9460800000000 km

6) Un rayo luminoso pasa del aire a otro medio formando un ángulo de incidencia de 40° y uno de refracción de 45 °. ¿Cuál es el índice de refracción relativo de ese medio?.
Respuesta: 1,52

7) Calcular el ángulo de incidencia de un rayo luminoso que al pasar del aire a la parafina, cuyo índice de refracción es 1,43, forma un ángulo de refracción de 20°.
Respuesta: 29° 16´

8) Un rayo luminoso pasa del aire al alcohol, cuyo índice relativo de refracción es 1,36. ¿Cuál es el ángulo límite?.
Respuesta: 47° 20´

9) Si el ángulo límite de una sustancia es de 42°, ¿cuál es el índice de refracción?.
Respuesta: 1,494

10) Teniendo en cuenta que la luz se propaga con una velocidad de 299774 km/s, calcular el tiempo que tardaría un rayo de luz que se emitiera desde la Tierra, para llegar a la Luna, sabiendo que la distancia es de 385000 km.
Respuesta: 1,284 s

11)Responder:
A) ¿Qué entiende por cuerpos luminosos e iluminados?.
B) ¿Qué son cuerpos opacos, transparentes y traslúcidos?.
C) ¿Cómo se propaga la luz?.
D) ¿Qué consecuencias surgen de éste modo de propagación?.
E) ¿Cuál es la velocidad de propagación de la luz?.
F) ¿Qué métodos conoce para calcular ese valor?.
G) ¿A qué se llama refracción de la luz?.
H) ¿Cuáles son las leyes de la refracción?.
I) ¿A qué se llama índice relativo de refracción?.
J) ¿A qué se llama índice absoluto de refracción?.
K) ¿Cómo se relaciona el índice de refracción con la velocidad de la luz?.

12) ¿Cuál es el ángulo de desviación de un prisma, cuyo ángulo de refringencia es de 60°, si un rayo que incide en ángulo de 30° emerge con un ángulo de 45°?.
Respuesta: 15°

13) Calcular el desplazamiento sufrido por un rayo que incide según un ángulo 32° sobre una lámina de caras paralelas de 4,2 cm e índice refracción de 1,45.
Respuesta: 1,335 cm

14) Calcular el índice de refracción de una sustancia tal que un rayo luminoso que incide con un ángulo de 37° se refracta formando otro de 43°.
Respuesta: 0,332

15) ¿Cuál será el índice de refracción de una sustancia, si un rayo luminoso que incide según un ángulo de 28° se refracta según otro de 20°?.
Respuesta: 1,37

16) Un rayo de luz incide en un vidrio, cuyo índice de refracción es 1,59, según un ángulo de 30°. ¿Cuál es el ángulo de refracción?.
Respuesta: 18° 17´ 38"

17) ¿Cuál será el ángulo de incidencia que se forma si el rayo de luz se refracta bajo un ángulo de 35°, en una sustancia de índice de refracción 1,2?.
Respuesta: 43° 32´ 18"

18) Un rayo de luz incide sobre un prisma bajo un ángulo de 38°, si emerge según otro de 32° y las caras del prisma forman un ángulo de 20°, ¿cuál es la desviación sufrida por el rayo?.
Respuesta: 50°

19)Responder:
A) ¿Qué se entiende por índice de refracción inverso?.
B) ¿Cuál es el efecto que produce un rayo de luz en una lámina de caras paralelas?.
C) Describa algunos efectos producidos por la refracción.
D) ¿A qué se llama reflexión total?.
E) ¿Qué entiende por ángulo límite?.
F) ¿Cómo se produce el espejismo?.
G) ¿Qué ocurre en el fenómeno denominado refracción atmosférica?.
H) ¿Cómo actúa un prisma y cuál es la fórmula del ángulo de desviación?.
I) ¿A qué se denomina ángulo de desviación mínima?.

20) Frente a un espejo plano se coloca un objeto de 5 cm de altura. ¿A qué distancia se formará la imagen si el cuerpo está a 18 cm del espejo?.
Respuesta: 18 cm

21) Dos espejos planos forman un ángulo de 40°, ¿cuántas imágenes se observan?.
Respuesta: 8

22) Indicar cuál es el ángulo que forman dos espejos planos si se observaran 14 imágenes.
Respuesta: 24°

23) Si se coloca un objeto a 25 cm de un espejo plano, ¿a qué distancia se formará la imagen y de qué tamaño será?.
Respuesta: 25 cm igual tamaño

24) Dos espejos planos forman un ángulo de 20°, ¿cuántas imágenes se observan?.
Respuesta: 17

25) Dos espejos planos forman un ángulo de 60°, ¿cuántas imágenes se observan?.
Respuesta: 5

26) Mediante dos espejos planos en ángulo se forman:
a) 8 imágenes.
b) 11 imágenes.
c) 19 imágenes.
¿Qué ángulo forman en cada caso?.
Respuesta: a)40°
b)30°
b)18°

27) Un objeto está a 1 cm de distancia de un espejo plano, éste se aleja 0,5 m, ¿cuánto se mueve la imagen?.
Respuesta: 1 m

28) Encontrar gráficamente la imagen que se obtiene en dos espejos que forman entre sí un ángulo de 90°.
Respuesta: 3

29)Responder:
A) ¿A qué se llama espejo?.
B) ¿Cómo es la imagen en un espejo plano?.
C) ¿Qué entiende por imagen virtual?.
D) ¿A qué llama campo de un espejo?.
E) ¿Cuántas imágenes se forman en espejos en ángulo?, ¿qué fórmulas aplica para determinarlas?.
F) ¿Cuántas imágenes se forman en espejos paralelos?.

30) Se coloca un objeto a 5 cm del vértice de un espejo cóncavo. Si el radio de curvatura del espejo es de 24 cm ¿a qué distancia del espejo se forma la imagen?, ¿es real o virtual?.
Respuesta: 8,57 cm virtual

31) La imagen obtenida mediante un espejo esférico cóncavo está a 8 cm del espejo. Si el objeto se encuentra a 24 cm del mismo, ¿cuál es el radio de curvatura del espejo?.
Respuesta: 12 cm

32) Frente a un espejo esférico cóncavo de 25 cm de distancia focal se coloca un objeto, y la imagen obtenida es 3 veces mayor. ¿A qué distancia se halla el objeto?.
Respuesta: 33,33 cm

33) A 10 cm del vértice de un espejo esférico convexo se coloca un objeto. Si la distancia focal es de 18 cm, indicar a qué distancia se forma la imagen.
Respuesta: 6,42 cm

34) El radio de curvatura de un espejo esférico cóncavo es de 50 cm, si se colocara un objeto a 30 cm del espejo, ¿cuál es la distancia objeto-imagen?.
Respuesta: 120 cm

35) La distancia focal de un espejo es de 18 cm, ¿a qué distancia del espejo estará la imagen de un objeto ubicado a 40 cm del foco?, ¿será real o virtual?.
Respuesta: 66 cm real

36) ¿Cuál es el radio de curvatura de un espejo cóncavo si un objeto situado a 12 cm forma su imagen a 18 cm?.
Respuesta: 14,4 cm

37) Mediante un espejo convexo un objeto situado a 15 cm da una imagen a 18 cm, ¿cuál es la distancia focal?.
Respuesta: -90 cm

38) Un objeto se coloca frente a un espejo cóncavo y su imagen está al triple de la distancia objeto-espejo. Si el radio de curvatura es de 30 cm, ¿a qué distancia está el objeto y la imagen respecto del espejo?.
Respuesta: 30 cm y 90 cm

39)Responder:
A) ¿Qué es un espejo esférico?.
B) ¿Qué es el foco de un espejo esférico?.
C) ¿Qué entiende por focos conjugados?, ¿cuál es la condición que cumplen?.
D) ¿En qué condiciones la imagen se forma en el infinito?.
E) ¿Qué rayos se usan para determinar geométricamente la imagen en un espejo esférico?.
F) ¿Cómo es la imagen en un espejo cóncavo?.

40) Frente a una lente convergente de 20 cm de distancia focal y sobre su eje se coloca un objeto, calcular la distancia objeto-lente para que la distancia imagen-lente sea el doble.
Respuesta: 30 cm

41) Repetir el ejercicio anterior para el caso que la imagen sea virtual.
Respuesta: 10 cm

42) Construir la de un objeto OH que está frente a una lente convergente, entre el foco y la lente. Analizar sus características.

43) Un objeto OH está frente a una lente divergente, entre el foco y el infinito, encontrar la imagen y analizar sus características.

44) Un objeto está situado a 0,6 m de una lente convergente cuya distancia focal es de 0,3 m. ¿A qué distancia se forma la imagen?.
Respuesta: 0,6 m

45) Delante de una lente divergente cuya distancia focal es 0,8 m, hay un objeto a 0,6 m. ¿A qué distancia está la imagen?.
Respuesta: -12/35 m

46) Exprese en dioptrías la potencia de una lente divergente de distancia focal -80 cm.
Respuesta: -5/4

47) Dibujar la imagen de un objeto cuya distancia a una lente convergente es mayor que F. Trace la figura que indique las propiedades de la imagen.

48) Un objeto está a 20 cm de una lente convergente cuya distancia focal es de 30 cm. ¿A qué distancia se forma la imagen?. Trace previamente la figura que corresponda.
Respuesta: -60 cm

49)Responder:
A) ¿Qué es una lente?.
B) ¿Qué tipos de lentes conoce?.
C) ¿A qué se llama eje principal?.
D) ¿Qué propiedades tiene el centro óptico?.
E) ¿Cómo se construyen gráficamente las imágenes?.
F) ¿A qué se llama potencia de una lente?, ¿en qué unidad se mide?.
G) ¿Cuál es el funcionamiento óptico del ojo?.
H) ¿Cuáles son los defectos de la visión y cómo se corrigen?.

51) Sabiendo que el índice de refracción del aire con respecto al vidrio es 2/3, ¿cuál es el ángulo de refracción para uno de incidencia de 25° 16´?.
Respuesta: 39° 49´

52) Calcular el ángulo límite para el caso del vidrio, sabiendo que el índice de refracción del aire con respecto al vidrio es 2/3.
Respuesta: 41° 39´

53) ¿Calcular el índice de refracción de una sustancia con la cual se ha construido un prisma; para ello se mide ω = 60° y δ = 40°.
Respuesta: 1,53

54) Se sabe que el índice de refracción del agua respecto del aire es de 1,3. Si el ángulo de refracción es de 20°, ¿cuál será el ángulo de incidencia?.
Respuesta: 26° 30´

55) Sabiendo que los índices de refracción absolutos del vidrio y el alcohol son 1,52 y 1,407 respectivamente, calcular el índice de refracción del vidrio respecto del alcohol.
Respuesta: 1,0803

56) Tomando como índice de refracción del agua 4/3, calcular el ángulo límite.
Respuesta: 48° 35´

57) Calcular la velocidad con la cual se propaga un rayo de luz en una sustancia cuyo índice de refracción es 1,5 (tomar para el vacío c = 300000 km/s).
Respuesta: 200000 km/s

58) Se tiene un prisma cuyo índice de refracción es 1,5 y tiene un ángulo de refringencia de 60°. Incide en él un rayo con ángulo de 30°. Determinar:
a) ¿Cuánto vale el ángulo de refracción de la primera cara?.
b) ¿Cuánto vale el ángulo emergente?.
c) ¿Cuál es la desviación?.
Respuesta: a) 19° 30´
b) 49°
c) 29°

59)Responder:
A) ¿Qué es un prisma óptico?, ¿cuál es la marcha del rayo que lo atraviesa?.
B) ¿Qué relación existe entre velocidad y longitud de onda?.
C) ¿Qué características tiene el prisma de reflexión total?.
D) ¿Qué es reflexión de la luz?.
E) ¿Cuáles son las leyes de la reflexión?.

60) Mediante una lente convergente se obtiene una imagen real a 30 cm de la misma. ¿Cuál será su distancia focal si el objeto está colocado a 45 cm?.
Respuesta: 18 cm

61) Calcular la distancia focal de una lente que, al situar un objeto a 80 cm de la misma, resulta una imagen derecha a 30 cm de la lente.
Respuesta: 21,8 cm

62) La potencia de una lente convergente es de 5 dp. ¿A qué distancia de la misma se formará la imagen si el objeto se coloca a 30 cm de la misma?.
Respuesta: 0,6 m

63) ¿A qué distancia de una lente convergente está colocado un objeto que da una imagen real a 18 cm, si la distancia focal es de 12 cm?.
Respuesta: 36 cm

64) La distancia focal de una lente convergente es de 15 cm. ¿A qué distancia estará la imagen de un objeto colocado a 22 cm?.
Respuesta: 0,471 m

65) En el caso de la lente anterior, ¿a qué distancia estará la imagen si el objeto está a 8 cm de la misma?.
Respuesta: 54 cm

66) ¿A qué distancia de una lente convergente, cuya distancia focal es de 12 cm, debe colocarse un objeto para que la imagen esté al doble de la distancia objeto-imagen?.
Respuesta: 18 cm

67) ¿Cuál es la potencia de
una lente de 18 cm de radio?.
Respuesta: 5,5 dp

68) Calcular la distancia de una lente divergente cuya potencia es de -4 dp.
Respuesta: 0,25 m

69) Hallar la potencia de una lente convergente cuya distancia focal es de 40 mm.
Respuesta: 25 dp

70) La potencia de una lente es de 0,4 dp, ¿a qué distancia de la misma estará colocado un objeto si la imagen se forma a 12 cm?.
Respuesta: 12,6 cm

71)Responder:
A) ¿Qué es una lente delgada?.
B) ¿Qué es el plano principal?, ¿qué es un eje secundario?.
C) ¿Qué propiedad tiene el foco principal objeto y el imagen?.
D) ¿Qué es un plano focal?.
E) ¿Cuáles son los rayos principales en las lentes?.
F) ¿Cuál es la fórmula de los focos conjugados?.
G) ¿Qué características tienen las imágenes obtenidas con lentes divergentes?.
H) ¿Qué entiende por aberración?.
I) ¿Qué características tienen las aberraciones de esfericidad y cromática?.