EJERCICIOS DE ÓPTICA

EJERCICIOS DE ÓPTICA
1.- ¿Cál dos seguintes fenómenos constitúe unha proba da teoría corpuscular
da luz?: a) a refracción; b) a difracción; c) o efecto fotoeléctrico. (SETEMBRO
2001).
2.- Un raio luminoso que viaxa por un medio do que o índice de refracción é n1,
incide con certo ángulo sobre a superficie de separación dun segundo medio
de índice de refracción n2 (n1>n2). Respecto do ángulo de incidencia, o de
refracción será: a) igual, b) maior; c) menor. (SETEMBRO 2002).
3.- Nun espello esférico convexo a imaxe que se forma dun obxecto é: a) real
invertida e de maior tamaño que o obxecto, b) virtual dereita e de menor
tamaño que o obxecto; c) virtual dereita e de maior tamaño que o obxecto.
(SETEMBRO 2002).
4.- Nas lentes diverxentes a imaxe sempre é: a) dereita maior e real; b) dereita
menor e virtual; c) dereita menor e real. (XUÑO 2003)
5.- Un obxecto de 3 cm de altura sitúase a 75 cm e verticalmente sobre o eixe
dunha lente delgada converxente de 25 cm de distancia focal. Calcula: a) a
posición da imaxe; b) o tamaño da imaxe. (Fai un debuxo do problema). (XUÑO
2003). R: a) s’ = 37,5 cm; b) y’ = 1,5 cm
6.- O ángulo límite vidro-auga e de 60° (na = l,33). Un raio de luz que se
propaga no vidro incide sobre a superficie de separación cun ángulo de 45°
refractándose dentro da auga. Calcula: a) o índice de refracción do vidro; b) o
ángulo de refracción na auga. (SETEMBRO 2003). R: a) nv = 1,54; b) r = 55º
7.- Tres cores da luz visible, o azul o amarelo e o vermello, coinciden en que: a)
posúen a mesma enerxía; b) posúen a mesma lonxitude de onda; c) se
propagan no baleiro á mesma velocidade. (XUÑO 2004).
8.- O ángulo límite na refracción auga/aire é de 48.61º. Se se posúe outro
medio no que a velocidade da luz sexa vmedio = 0.878 vauga, o novo ángulo límite
será: a) maior; b) menor; c) non se modifica. (XUÑO 2004).
9.- Un obxecto de 5 cm e altura, está situado a unha distancia x do vértice dun
espello esférico cóncavo, de 1 m de radio de curvatura; calcula a posición e
tamaño da imaxe: a) si x = 75 cm; b) si x = 25 cm (nos dous casos debuxa a
marcha dos raios). (SETEMBRO 2004). R: a) s’ = 1,5 m; y’ = -0,1 m, b) s’ = 0,5
m; y’ = 0,1 m
10.- A luz xerada polo Sol: a) está formada por ondas electromagnéticas de
diferente lonxitude de onda; b) son ondas que se propagan no baleiro a
diferentes velocidades; c) son fotóns da mesma enerxía. (SETEMBRO 2004).
11.- Dous espellos planos están colocados perpendicularmente entre si. Un
raio de luz que se despraza nun terceiro plano perpendicular ós dous, reflíctese
sucesivamente nos dous espellos; o raio reflectido no segundo espello, con
respecto ó raio orixinal: a) é perpendicular; b) é paralelo; c) depende do ángulo
de incidencia. (SETEMBRO 2004).
12.- Si o índice de refracción do diamante é 2,52 e o do vidro 1,27: a) a luz
propágase con maior velocidade no diamante, b) o ángulo límite entre o
diamante e o aire é menor que entre o vidro e o aire, c) cando a luz pasa de
diamante a vidro o ángulo de incidencia e maior que o ángulo de refracción.
(XUÑO 2005).
13.- Un espello esférico cóncavo ten un radio de curvatura de 0,5 m. Determina
analítica e graficamente a posición e o aumento da imaxe dun obxecto de 5 cm
de altura situado en dúas posicións diferentes: a) a 1 m do espello; b) a 0,30 m
do espello. (SETEMBRO 2005). R: a) s’ = -0,33 m; b) y’ = - 1,67 cm
14.- Cando a luz incide na superficie de separación de dous medios cun ángulo
igual ó ángulo límite eso significa que: a) o ángulo de incidencia e o de
refracción son:a) complementarios; b) non se observa raio refractado; c) o
ángulo de incidencia é maior que o de refracción. (SETEMBRO 2005).
15.- Dado un espello esférico de 50 cm de radio e un obxecto de 5 cm de altura
situado sobre o eixe óptico a unha distancia de 30 cm do espello, calcula
analítica e graficamente a posición e tamaño da imaxe: a) se o espello é
cóncavo; b) se o espello é convexo. (XUÑO 2006). R: a) s’= -150 cm; y’= - 25
cm; b) s’= + 14 cm; y’= + 2,3 cm
16.- Nas lentes diverxentes a imaxe sempre é: a) dereita, menor e virtual; b)
dereita, maior e real; c) dereita, menor e real. (XUÑO 2006).
17.- Un obxecto de 3 cm. de altura colócase a 20 cm. dunha lente delgada de
15 cm. de focal; calcula analítica e graficamente a posición e tamaño da imaxe;
a) se a lente é converxente, b) se a lente é diverxente. (SETEMBRO 2006). R:
a) s’= + 60 cm; y’= - 9 cm; b) s’= - 8,57 cm; y’= + 1,29 cm
18.- A imaxe formada nos espellos é: a) real se o espello é convexo, b) virtual
se o espello é cóncavo e a distancia obxecto é menor que a focal, c) real se o
espello é plano. (SETEMBRO 2006).
19.- Se se desexa formar unha imaxe virtual, dereita e de menor tamaño que o
obxecto, débese utilizar: a) un espello cóncavo, b) unha lente converxente, c)
unha lente diverxente. (XUÑO 2007).
20.- Unha onda electromagnética que se atopa cun obstáculo de tamaño
semellante á súa lonxitude de onda: a) forma nunha pantalla, colocada detrás
do obstáculo, zonas claras e escuras, b) polarízase e o seu campo eléctrico
oscila sempre no mesmo plano, c) reflíctese no obstáculo. (XUÑO 2007).
21.- Cando un raio de luz incide nun medio de menor índice de refracción, o
raio refractado: a) varía a súa frecuencia, b) acércase a normal, c) pode non
existir raio refractado. (SETEMBRO 2007).
22.- Se un feixe de luz láser incide sobre un obxecto de pequeno tamaño (de
orden da súa lonxitude de onda), a) detrás do obxecto hai sempre escuridade,
b) hai zonas de luz detrás do obxecto, c) reflíctese cara ó medio de incidencia.
(SETEMBRO 2007).
23.- Un obxecto de 3 cm. está situado a 8 cm. dun espello esférico cóncavo e
produce unha imaxe a 10 cm. á dereita do espello: a) calcula a distancia focal;
b) debuxa a marcha dos raios e obtén o tamaño da imaxe; c) ¿en que posición
do eixe hai que colocar o obxecto para que non se forme imaxe?. (XUÑO
2008). R:a) f= -40 cm; b) y’= 3,75 cm; c) en F
24.- Un obxecto de 3 cm de altura sitúase a 75 cm dunha lente delgada
converxente e produce unha imaxe a 37,5 cm á dereita da lente: a) calcula a
distancia focal; b) debuxa a marcha dos raios e obtén o tamaño da imaxe; c)
¿en que posición do eixe hai que colocar o obxecto para que non se forme
imaxe?. (XUÑO 2008). R: a) f2 = –25cm; b) y’ = –1,5cm; c) en F
25.- Se cun espello se quere obter unha imaxe maior que o obxecto, haberá
que empregar un espello: a) plano; b) cóncavo; c) convexo. (SETEMBRO
2008).
26.- Un raio de luz incide dende o aire (n=1) sobre unha lámina de vidro de
índice de refracción n =1,5. O ángulo límite para a reflexión total deste raio é: a)
41,8 º; b) 90º; c) non existe. (SETEMBRO 2008).
27.- Unha onda luminosa: a) non se pode polarizar; b) a súa velocidade de
propagación é inversamente proporcional ó índice de refracción do medio; c)
pode non ser electromagnética. (XUÑO 2009).
28.- Para obter unha imaxe virtual, dereita e de maior tamaño que o obxecto,
úsase: a) una lente diverxente; b) una lente converxente; c) un espello
convexo. (XUÑO 2009).
29.- Un obxecto de 1,5 cm de altura está situado a 15 cm dun espello esférico
convexo de raio 20 cm; determina a posición, tamaño e natureza da imaxe: a)
graficamente; b) analiticamente; c) ¿pódense obter imaxes reais cun espello
convexo?. (SETEMBRO 2009) R: b) s’ = 6 cm; y’ = 0,6 cm; c) non.
30.- Un obxecto de 1,5 cm de altura sitúase a 15 cm dunha lente diverxente
que ten unha focal de 10 cm; determina a posición, tamaño e natureza da
imaxe: a) graficamente; b) analiticamente; c) ¿pódense obter imaxes reais
cunha lente diverxente?. (SETEMBRO 2009). R: a) s’ = -6cm; y’ = 0,6 cm; c)
Non
31.- A luz visible abrangue un rango de frecuencias que vai desde
(aproximadamente) 4,3·1014 Hz (vermello) ata 7,5·1014 Hz (ultravioleta); ¿cal
das seguintes afirmacións é correcta?: a) a luz vermella ten menor lonxitude de
onda cá ultravioleta; b) a ultravioleta é a máis enerxética do espectro visible; c)
ambas aumentan a lonxitude de onda nun medio con maior índice de refracción
có aire. (XUÑO 2010).
32.- Se cun instrumento óptico se forma una imaxe virtual, dereita e de maior
tamaño que o obxecto, trátase de: a) unha lente diverxente; b) un espello
convexo; c) unha lente converxente. (XUÑO 2010).
33.- Cando un raio de luz monocromática pasa desde o aire á auga (nauga =
4/3), prodúcese un cambio: a) na frecuencia; b) na lonxitude de onda; c) na
enerxía. (SETEMBRO 2010)
34.- Cun banco óptico de lonxitude l, obsérvase que a imaxe producida por
unha lente converxente é sempre virtual. Explica qué ocorre. (SETEMBRO
2010).
35.- No fondo dunha piscina hai un foco de luz. Observando a superficie da
auga veríase luz: a) en toda a piscina; b) só no punto enriba do foco; c) nun
círculo de raio R arredor do punto enriba do foco.
36.- a) ¿Qué se entiende por refracción de la luz? Explica qué es el ángulo
límite y, utilizando un diagrama de rayos, indica cómo se determina. b) Una
fibra óptica es un hilo transparente a lo largo del cual puede propagarse la luz,
sin salir al exterior. Explica por qué la luz “no se escapa” a través de las
paredes de la fibra.
37.- a) Si queremos ver una imagen ampliada de un objeto, ¿qué tipo de espejo
tenemos que utilizar? Explique, con ayuda de un esquema, las características
de la imagen formada. b) La nieve refleja casi toda la luz que incide en su
superficie. ¿Por qué no nos vemos reflejados en ella?
38.- El espectro visible contiene frecuencias entre 4 · 1014 Hz y 7 ·1014 Hz. a)
Determine las longitudes de onda correspondientes a dichas frecuencias en el
vacío.b) ¿Se modifican estos valores de las frecuencias y de las longitudes de
onda cuando la luz se propaga por el agua? En caso afirmativo, calcule los
valores correspondientes. (Índice de refracción del agua respecto al aire: n= 1,3
c = 3 · 108 m s-1).
39.- Un haz de luz que viaja por el aire incide sobre un bloque de vidrio. Los
haces reflejado y refractado forman ángulos de 30º y 20º, respectivamente, con
la normal a la superficie del bloque. a) Calcule la velocidad de la luz en el vidrio
y el índice de refracción de dicho material. b) Explique qué es el ángulo límite y
determine su valor para al caso descrito. c = 3·108 m s –1
40.- Uno de los defectos más comunes del ojo humano es la miopía. a) Explica
en qué consiste este defecto. ¿Con qué tipo de lente puede corregirse? b) Un
cierto ojo miope es incapaz de ver nítidamente objetos a más de 0,5m de
distancia (punto remoto). ¿Cuántas dioptrías tiene?
41.- Se desea proyectar sobre una pantalla la imagen de una diapositiva,
empleando una lente delgada convergente de focal f ' = 10 cm, de forma que el
tamaño de la imagen sea 50 veces mayor que el de la diapositiva. a) Calcula
las distancias diapositiva-lente y lente -pantalla. b) Dibuja un trazado de rayos
que explique gráficamente este proceso de formación de imagen.
Ayuda: las diapositivas se colocan en el proyector invertidas
42.- El ojo normal se asemeja a un sistema óptico formado por una lente
convergente (el cristalino) de +15 mm de distancia focal. La imagen de un
objeto lejano (en el infinito) se forma sobre la retina, que se considera como
una pantalla perpendicular al eje óptico. Calcula: a) La distancia entre la retina
y el objeto. b) La altura de la imagen de un árbol de 16 m de altura, que está a
100 m del ojo.
43- Un rayo de luz blanca incide desde el aire sobre una lámina de vidrio con
un ángulo de incidencia de 30º. ¿Qué ángulo formarán entre sí en el interior del
vidrio los rayos rojo y azul? Datos: n rojo = 1,612; n azul = 1,671; n aire = 1
44- Un espejo esférico cóncavo tiene un radio de curvatura R. Dibuja los
diagramas de rayos necesarios para localizar la imagen de un objeto pequeño
en forma de flecha situado sobre el eje del espejo a una distancia d del extremo
del espejo en los casos siguientes: a) d = 2R b) d = R/3 Indica en cada caso si
la imagen es virtual o real, derecha o invertida y reducida o ampliada.
45.- La luz generado por el Sol: a) está formada por ondas electromagnéticas
de diferentes longitudes de ondas; b) son ondas que se propagan en el vacío a
diferentes velocidades; c) Son fotones de la misma energía.
46.- Un rayo de luz se propaga desde el aire al agua, de manera que el rayo
incidente forma un ángulo de 30° con la normal a la superficie de separación
aire-agua, y el rayo refractado forma un ángulo de 22° con dicha normal.
Calcular: a) El índice de refracción del agua b) La velocidad de propagación de
la luz en el agua c) El ángulo límite a partir del cual se produce la reflexión total
en la propagación agua-aire. Datos: Índice de refracción del aire naire= 1;
velocidad de la luz en el vacío c= 3.108 m/s.
47.- Quérese formar unha imaxe real e de dobre tamaño dun obxecto de 1,5
cm de altura. Determina: a) a posición do obxecto se se usa un espello
cóncavo de R = 15 cm; b) a posición do obxecto se se usa unha lente
converxente coa mesma focal que o espello; c) debuxa a marcha dos raios
para os dous apartados anteriores. (XUÑO 2011). R: a) s = -11,25 cm; b) s = 11,25 cm;
48.- Para obter unha imaxe na mesma posición en que está colocado o
obxecto, ¿que tipo de espello e en que lugar ten que colocarse o obxecto?: a)
cóncavo e obxecto situado no centro de curvatura; b) convexo e obxecto
situado no centro de curvatura; c) cóncavo e obxecto situado no foco.
(SETEMBRO 2011).
49.- Sobre un prisma equilátero de ángulo 60° (ver figura), incide un raio
luminoso monocromático que forma un ángulo de 50° coa normal á cara AB.
Sabendo que no interior do prisma o raio é paralelo á base AC: a) calcula o
índice de refracción do prisma; b) determina o ángulo de desviación do raio ao
saír do prisma, debuxando a traxectoria que segue o raio; c) explica se a
frecuencia e a lonxitude de onda correspondentes ao raio luminoso son
distintas, ou non dentro e fóra do prisma. (naire =1). (SETEMBRO 2011). R: a)
n= 1,5; b) r’ = 50º.