Problemas de óptica - UTN FRGP - Universidad Tecnológica Nacional

Universidad Tecnológica Nacional
Facultad Regional Gral. Pacheco
1 – ÓPTICA GEOMÉTRICA
Guía de Ejercicios de Física I
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Ejercicio N° 1
Se envía un fino haz de luz en forma perpendicular a una escala a un espejo plano situado 1,5 m. Al volver, el
rayo se ha desplazado lateralmente sobre la escala 30 cm. ¿Qué ángulo forma el espejo con la perpendicular a la
escala?
Ejercicio N° 2
Dos espejos planos forman entre sí un cierto ángulo α. Demostrar que un rayo luminoso incidente bajo cualquier
ángulo en uno de los espejos y que se refleja luego en el otro, sale con una desviación constante de 2 α con
relación a su dirección inicial.
Ejercicio N° 3
Calcule el tipo, posición y magnitud de la imagen formada por un espejo cóncavo de 20 cm. de radio de
curvatura correspondiente a un objeto de 5 cm. que se halla a 40 cm. del espejo. Repita para distancias de 20 cm,
15 cm, 10 cm y 5 cm. Resuelva gráfica y analíticamente cada caso.
Ejercicio N° 4
Se coloca un objeto de 4 cm de alto y a 20 cm de un espejo convexo de 50 cm de distancia focal. Calcule la
posición, tipo y magnitud de la imagen en forma gráfica y analítica.
Ejercicio N° 5
Un haz de luz incide con un ángulo de 37º en una lámina de vidrio de caras paralelas que tiene un índice de
refracción n = 1,5, que se halla en el aire. Si el espesor de la lámina es de 2 cm, calcular el desplazamiento del
rayo emergente.
Ejercicio N° 6
Un prisma de vidrio tiene un vértice de 60º y un índice de refracción n = 1,6. Calcular:
a. ¿Cuál es el menor ángulo de incidencia con el que un rayo puede penetrar por una cara del prisma y emerger
por la otra?
b. ¿Qué ángulo de incidencia se necesitaría para que el rayo pase simétricamente a través del prisma?
Ejercicio N° 7
El extremo izquierdo de una barra larga de vidrio de 10 cm de diámetro e índice de refracción n = 1,5 está tallada
y pulida formando una superficie semiesférica convexa de radio R = 5cm. Un objeto en forma de flecha de 1 mm
de alto, perpendicular al eje de la barra, está situado sobre este a 20 cm a la izquierda de la superficie convexa.
Determinar la posición y el tamaño de la imagen de la flecha en forma gráfica y analítica.
Ejercicio N° 8
Se coloca un objeto de 1 cm de altura a 40 cm de una lente delgada convergente de f = 10 cm. Calcular gráfica y
analíticamente posición, naturaleza y tamaño de la imagen. Repetir para cuando el objeto se ubica a las
distancias de 20, 10 y 5 cm respectivamente.
Ejercicio N° 9
Un objeto de 1 cm. de altura es colocado perpendicularmente al eje de una lente delgada divergente de –35 cm
de distancia focal y a 40 cm de la misma. Determinar gráfica y analíticamente posición, tamaño y naturaleza de
la imagen.
Ejercicio N° 10
Un objeto está a 25 cm de una pantalla. ¿En qué posiciones entre la pantalla y el objeto debe colocarse una lente
convergente de 5 cm de distancia focal para obtener imágenes en la pantalla?. ¿Cuál es el tamaño de las
imágenes en cada caso?. Compruebe gráficamente el resultado para y = 1 cm.
Ejercicio N° 11
Una lente biconvexa cuyas caras tienen radios de curvatura de 25 cm y 40 cm respectivamente, está construida
con un vidrio de n = 1,5. Calcular su distancia focal en el aire (n = 1).
Ejercicio N° 12
Se adosan dos lentes delgadas de f1 = 40 mm y f2 = 80 mm respectivamente. Calcular la distancia focal
del conjunto.
Ejercicio N° 13
Ing. M. Sterzovsky – Lic. M. T. Bodio
2005
Universidad Tecnológica Nacional
Facultad Regional Gral. Pacheco
1 – ÓPTICA GEOMÉTRICA
Guía de Ejercicios de Física I
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Un objeto de 1 cm de altura se encuentra 30 cm a la izquierda de una lente convergente de distancia
focal de 20 cm. Si a la derecha de la misma y a 50 cm se coloca otra lente convergente de f = 20 cm,
determinar las características de la imagen final.
Ejercicio N° 14
Una lente convergente de f = 20 cm se encuentra 50 cm a la izquierda de una lente divergente de
distancia focal f = -30 cm. Si un objeto de 1 cm de altura se encuentra ubicado 50 cm a la izquierda de
la lente convergente. Determinar las características de la imagen final.
Ing. M. Sterzovsky – Lic. M. T. Bodio
2005