Física II

Una corteza esférica dieléctrica de radio interno a y externo 2a está formada por un material con permitividad ε y cargada uniformemente en volumen, con densidad  ρ. Otra corteza esférica conductora, de radio interno 3a y radio externo 4a es concéntrica a la dieléctrica, y tiene una carga Q. El resto es vacío sin cargas. Determinar:

a) Las expresiones del campo eléctrico y el potencial para las diversas regiones.

b) Suponer que la esfera conductora se conecta a ¿Cómo cambiarán las anteriores expresiones?

Problema de Electrostática.

Cuando el agua se hiela su ángulo límite de refracción θ_il con respecto del aire se incrementa en Δθ_il=1^o10´15´´. Sabiendo que el índice de refracción del agua es , calcular el índice de refracción del hielo.

Problema de Reflexión y Refracción de Ondas.

¿Cuál es la distancia lineal sobre la pantalla C de la figura entre dos máximos adyacentes? Se utiliza luz monocromática λ=546 nm, la separación d entre las rendijas es 0.1 mm y la separación entre éstas y la pantalla es de 20 cm.

Problema de Interferencias.

Una película de aceite de 500 nm de espesor se encuentra en el aire y es iluminada en dirección perpendicular a la película. En el rango de 300-700 nm, ¿qué longitud de onda reflejará fuertemente? Tómese n=1.46 para el aceite.

Problema de Interferencias.

Una cuerda tensada con 15 kg produce, por interferencia con el sonido de un diapasón, 8 pulsaciones por segundo, y tensada con 16 kg resulta al unísono con el diapasón. Determinar la frecuencia del sonido emitido por el diapasón, así como la longitud de la cuerda si su densidad lineal es 0.01 g/cm. La cuerda emite el sonido fundamental.

Problema de Interferencias.

Se ilumina con luz monocromática de longitud de onda λ=600 nm una rendija rectangular y estrecha comparada con su longitud, observándose sobre una pantalla franjas de difracción de Fraunhofer. Sabiendo que las anchuras semiangulares de dos franjas consecutivas son θ₁=30^o y θ₂´=36^o52´12´´, calcular el orden de las franjas y la anchura de la rendija.

Cuestion de Difracción.

Un espejo cóncavo de 0.5 m de distancia focal está frente a un espejo plano situado a 1.8 m del vértice del espejo cóncavo y perpendicular al eje del mismo. A 20 cm del espejo plano y entre éste y el cóncavo está situado un punto luminoso que se refleja primero en el espejo plano y luego en el esférico. Encontrar la posición de la imagen producida por el sistema y el aumento del mismo.

Problema de Óptica geométrica.

Sean dos lentes convergentes L₁ y L₂ cuyas distancias focales son 20 cm y 5 cm respectivamente. La L₁ está formada por dos lentes delgadas yuxtapuestas, la primera de ellas biconvexa con índice de refracción 1.66 y radios iguales y la segunda bicóncava con índice de refracción 1.52 y radios iguales a la anterior. L₁ pueden moverse una respecto de la otra y entre ambas se puede desplazar una tercera lente L₃ también convergente de distancia focal 10 cm. Si la posición se elige para que la imagen intermedia dada por L₁ de un objeto situado a 1 m de ella se forme delante de L₃ a una distancia doble de su distancia focal determinar: a) radios de las lentes que forman el sistema L₁ y potencia de la biconvexa y de la bicóncava; b) las posiciones de L₁ y L₂ para que un ojo situado en el foco imagen de L₂ y mirando hacia la izquierda vea a una distancia de 25 cm la imagen del objeto; c) obtener el aumento lateral.

Problema de Óptica geométrica.

Un cuerpo de 200 g es lanzado hacia arriba, tardando 20 s en llegar al suelo. Si la energía cinética que adquiere en llegar al suelo se invirtiera en elevar la temperatura de 20 g de agua, ¿cuál sería esta elevación? Calor específico del agua: c=1 cal/g ^oC.

Problema de Calor y Primer Principio de la Termodinámica.

Representar la frecuencia fundamental y el primer armónico de una onda estacionaria en un tubo abierto y otro cerrado.

Cuestion de Interferencias.