COLEGIO INTERNACIONAL SEK-ATLÁNTICO DEPARTAMENTO DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA

FÍSICA 2º BACHILLERATO

BOLETÍN ÓPTICA I: LA LUZ

CUESTIONES

1.- En la composición de dos ondas luminosas de las mismas características se producen lugares donde no hay iluminación apreciable. a) Esto es una reflexión. b)Se produce una interferencia. c) No es cierto, non se produce nunca. 2.- Cuando un movimiento ondulatorio se refleja, su velocidad de propagación: a) aumenta; b) depende de la superficie de reflexión; c) no varía. 3.- El ángulo formado por el rayo incidente y el reflejado en un espejo es α. Si el espejo rota un ángulo β en un eje perpendicular al formado por los dos rayos anteriores, el novo ángulo que formarán entre ellos es: a) α + β ; b) α + 2β ; c) α − β

4.- Cuando la luz pasa de un medio a otro de distinto índice de refracción, el ángulo de refracción es: a) siempre mayor que el de incidencia; b) siempre menor que el de incidencia; c) depende de los índices de refracción. 5.- Cuando un rayo de luz pasa de aire a agua, no cambia la: a) velocidad de propagación; b) frecuencia; c) longitud de onda. 6.- La teoría ondulatoria de Huygens sobre la naturaleza de la luz viene confirmada por los fenómenos: a) reflexión y formación de sombras; b) refracción e interferencias; c) efecto fotoeléctrico y efecto Compton. 7.- Una fibra óptica es un hilo transparente a lo largo del cual puede propagarse la luz, sin salir al exterior debido a: a) refracciones consecutivas; b) difracción; c) reflexión total. (Andalucía, 01) 8.- El índice de refracción del diamante es 2,5, y el del vidrio, 1,4. El ángulo límite entre el diamante y el vidrio es: a) 56º; b) 34º; c) 90º. ( Cantabria, 01) 9.- Dos espejos planos están colocados perpendicularmente entre sí. Un rayo de luz, que se desplaza en un tercer plano perpendicular a los dos, se refleja sucesivamente en los dos espejos. El rayo reflejado en el segundo espejo, con relación al rayo original: a) es perpendicular; b) es paralelo; c) depende del ángulo de incidencia. 10.- Se sabe que el índice de refracción de la luz varía con la frecuencia. Un rayo de luz blanca incide desde el aire sobre una lámina de vidrio con un ángulo de incidencia de 30º. Los índices de refracción para las componentes roja y azul de la luz blanca en el vidrio son nrojo = 1,612 y nazul = 1,671, y el índice de refracción de todas las componentes en el aire es naire = 1. Al incidir un rayo de luz blanca desde el aire, el ángulo que formarán entre sí en el interior del vidrio los rayos rojo y azul será: a) 35,48º; b) 0,66º; c) 74,73º. 11.- Cuando la luz incide en la superficie de separación de dos medios con un ángulo igual al ángulo límite eso significa que: a) el ángulo de incidencia y el de refracción son complementarios; b) no se observa rayo refractado; c) el ángulo de incidencia es mayor que el de refracción. 12.- El sonido de una guitarra se propaga como: a) una onda mecánica transversal; b) una onda electromagnética; c) una onda mecánica longitudinal. 13.- Cuando un movimiento ondulatorio encuentra en su propagación una rendija de dimensiones pequeñas, comparables a las de su longitud de onda, se produce: a) polarización; b) onda estacionaria; c) difracción. 14.- Si el índice de refracción del diamante es 2,52 y el del vidrio 1,27: a) la luz se propaga con mayor velocidad en el diamante; b) el ángulo límite entre el diamante y el aire es menor que entre el vidrio y el aire; c) cuando la luz pasa de diamante a vidrio el ángulo de incidencia es mayor que el ángulo de refracción. 15.- En una onda estacionaria generada por interferencia de dos ondas se cumple: a) la amplitud es constante; b) la onda transporta energía; c) la frecuencia es la misma que la de las ondas que interfieren.

16.- Cuando la interferencia de dos ondas origina una onda estacionaria, esta cumple: a) su frecuencia se

duplica. b) su amplitud tiene máximos y nulos cada 4λ . c) la energía que transporta la onda estacionaria es

proporcional al cuadrado de la frecuencia. 17.- Para explicar el fenómeno de la refracción ondulatoria en función del concepto de frente de onda se emplea: a) el principio de Hooke; b) el principio de conservación de la energía; c) el principio de Huygens. 18.- El ángulo límite en la refracción agua/aire es de 48,61º. Si se tiene otro medio en el que la velocidad de la luz sea vmedio = 0,878vagua, el nuevo ángulo límite (medio/aire) será: a) mayor; b) menor; c) no se modifica. 19.- ¿Cuál de las expresiones propuestas representa una onda transversal que se propaga en el sentido positivo del eje x con una velocidad de 5 ms−1, tiene una amplitud de 1 m y una frecuencia de 10 Hz? a) y = cos 2π(10t – 5x); b) y = cos 2π(10t + 5x); c) y = cos 4π(5t − x) 20.- Dos altavoces están emitiendo un nota, proporcionada por un generador de señales puras. Si nos situamos en el medio de los dos altavoces observamos que el sonido es más fuerte que si nos desplazamos a cualquiera de los dos lados. ¿Por qué? a) se produce una refracción del sonido que emiten los dos altavoces; b) se produce una interferencia destructiva entre los dos altavoces; c) se produce una interferencia constructiva entre los dos altavoces. 21.- Dos puntos de una onda separados por una distancia igual a un cuarto de longitud de onda presentan una

diferencia de fase de: a) π radianes; b) 2π radianes; c) 2π radianes.

22.- Introducimos una moneda en un vaso y ajustamos nuestro ojo para verla exactamente nivelada. Hecho esto, bajamos la posición de nuestra cabeza hasta que la moneda deja de ser visible. Sin desplazar ahora la mirada, hacemos que alguien llene el vaso de agua. Al hacerlo, vemos la moneda de nuevo. ¿Cuál es el motivo? a) se produce una reflexión de la imagen de la moneda en el agua; b) se produce una refracción de la luz al pasar del agua al aire; c) se produce una difracción de la luz dentro del vaso. 23.- Las ondas sonoras cumplen alguna de las siguientes características: a) son transversales; b) son longitudinales; c) se transmiten en el vacío. 24.- Tenemos una linterna submarina y hacemos el siguiente experimento: la encendemos en tierra y observamos a qué distancia somos capaces de ver el haz emitido; nos sumergimos en el mar a una cierta profundidad y realizamos una medida similar. Una vez comparados los resultados, vemos que la distancia en tierra es mucho mayor que bajo el agua. Este fenómeno se explica: a) porque el agua atenúa la onda luminosa de forma más fuerte que el aire; b) porque la luz viaja más despacio en el agua de mar que en el aire; c) porque el efecto de absorción de la luz es mucho más intenso en el agua del mar que en el aire. 25.- 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: nrojo = 1,612; nazul = 1,671; naire = 1. a) 35,48º; b) 0,66º; c) 30º. 26.- Un rayo luminoso que viaja por un medio cuyo índice de refracción es n, incide sobre la superficie de separación de un medio de índice n’ (n’ > n). Respecto al ángulo de incidencia, el de refracción será: a) igual; b) mayor; c) menor. 27.- La reflexión total de la luz se produce al pasar de un medio: a) a cualquier otro, por eso hay una mayoría de cuerpos opacos; b) a otro cuyo índice de refracción sea menor, lo que significa que es menos refringente; c) a otro cuyo índice de refracción sea mayor, lo que significa que es menos refringente. PROBLEMAS

1.- Un rayo luminoso incide en la superficie de un bloque de vidrio con un ángulo de incidencia de 50º. Calcular las direcciones de los rayos: a) reflejado; b) refractado. Dato: El índice de refracción del vidrio es 1,50 2.- Una onda periódica viene dada por la ecuación y(x, t) = 10sen 2π(50t – 20x) en unidades del S.I. Calcula: a) la frecuencia, la velocidad de fase y la longitud de onda; b) la velocidad máxima de una partícula del medio, y los valores del tiempo para los que esa velocidad es máxima en un punto que dista 50 cm del origen.

3.- Una onda plana se propaga en la dirección x positiva con velocidad v = 340 m/s, amplitud A = 5 cm y frecuencia ν = 100 Hz (fase inicial ϕ0 = 0). a) Escribe la ecuación de la onda. b) Calcula la distancia entre dos puntos cuya diferencia de fase en un instante dado es 2π/3. 4.- Por una cuerda tensa se propaga una onda transversal con amplitud 5 cm, frecuencia 50 s−1 y velocidad de propagación 20 m�s−1. Calcula: a) la ecuación de onda y(x, t); b) los valores del tiempo para los que y(x, t) es máxima en la posición x = 1 m. 5.- Un rayo de luz monocromática, que se propaga en un medio de índice de refracción 1,58, penetra en otro medio, de índice de refracción 1,23, formando un ángulo de incidencia de 15º respecto a la normal a la superficie de discontinuidad entre ambos medios. a) Determina el valor del ángulo de refracción correspondiente al ángulo de incidencia anterior. Haz un dibujo esquemático. b) Define ángulo límite y calcula su valor para este par de medios. 6.- Un rayo de luz monocromática incide en una de las caras de una lámina de vidrio, de caras planas y paralelas, con un ángulo de incidencia de 30º. La lámina de vidrio, situada en el aire, tiene un espesor de 5 cm y un índice de refracción de 1,5. a) Dibuja el camino seguido por el rayo y calcula el ángulo que forma con la normal el rayo que emerge de la lámina. b) Calcula la longitud recorrida por el rayo en el interior de la lámina y el tiempo que tarda en atravesarla. Dato: c = 3�105 kms−1