Física II

Dos rendijas separadas por una distancia de 1 mm se iluminan con luz roja de longitud de onda 6.5·10^-7 m. Las franjas de interferencia se observan sobre una pantalla colocada a 1 m de las rendijas. a) Hallar la distancia entre dos franjas brillantes y entre dos franjas oscuras; b) determinar la distancia de la tercera franja oscura y de la quinta franja brillante a partir de la franja central.

Cuestion de Interferencias.

Un mol de un gas ideal biatómico (ϒ=1.4) que inicialmente está a una presión de 4 atm y a una temperatura de 27 ^oC, realiza las siguientes transformaciones: 1) se expande isotérmicamente hasta triplicar su volumen; 2) se calienta a volumen constante hasta una presión de 2 atm; 3) se comprime adiabáticamente hasta la presión inicial; y 4) se enfría a presión constante hasta el estado inicial. Determinar: a) presión, volumen y temperatura en todos los estados del gas; b) la variación de energía interna en la última transformación; c) el trabajo realizado por el gas en el ciclo; d) la variación de entropía en la 2º transformación.
Datos: 1 atm=101324.72 N/m²; 1 cal=4.18 J; R=0.082 atml/molK=8.31 J/molK=2 cal/molK

Problema de Entropia y Segundo Principio de la Termodinámica. Aparece en la convocatoria de JUN2003.

Criterio de Rayleigh del poder de separación de una rendija y de una abertura circular.

Cuestion de Difracción.

Cuando un gas se expande adiabáticamente, realiza trabajo sobre su entorno, pero si no hay aporte de calor al gas, ¿de dónde proviene la energía?

Cuestion de Calor y Primer Principio de la Termodinámica.

Un punto luminoso se encuentra en el fondo de un estanque de 2 m de profundidad. Una persona en el exterior sólo observa iluminada la superficie del estanque en un círculo de 4 m de diámetro. Determinar el índice de refracción del agua y la velocidad de la luz en el estanque.

Problema de Reflexión y Refracción de Ondas.

Una luz de 546 nm de longitud de onda produce un patrón de interferencia de Young en el cual el mínimo de orden dos está a lo largo de una dirección que forma un ángulo de 18 minutos de arco respecto a la dirección del máximo central. ¿Cuál es la distancia entre las ranuras paralelas?

Problema de Interferencias.

Sobre una película de vidrio en forma de cuña (índice de refracción 1.5) incide normalmente luz con λ=720 nm. El ángulo de la cuña es α=1.2·10^-4 radianes. Hallar la separación horizontal entre dos franjas oscuras sucesivas. La observación se lleva a cabo por reflexión.

Problema de Interferencias.

Un hilo de aluminio de longitud l₁=60 cm y sección recta de 10^-2 cm² es soldado a un hilo de acero de la misma sección y longitud l₂=86.6 cm. Se fija el hilo así formado sobre la pared y se aplica sobre el extremo libre una tensión de 10 kg. Se producen ondas transversales en el hilo usando una fuente externa de frecuencia variable. a) Calcular la frecuencia más baja para la cual se forman ondas estacionarias de tal forma que la unión de los dos hilos sea un nodo. b) ¿Cuál es el número total de los nodos observados en esta frecuencia excluyendo los dos nodos de los extremos del hilo? ρ_Al=2.6 g/cm³; ρ_Acero=7.8 g/cm^3</SUP.

Problema de Interferencias.

El primer orden del espectro de rayos X dispersados por un cristal de ClNa corresponde a un ángulo de 10^o y la distancia entre planos principales es de 2.82·10^-10 m. Determinar la longitud de onda de los rayos X utilizados y el ángulo que corresponde al espectro de segundo orden. ¿Cuál es el máximo orden de difracción que puede obtenerse?

Problema de Difracción.

Calcular el tamaño de una imagen que una lente convergente, de distancia focal 30 cm daría de un objeto de 25 m de altura situado a 1 km de distancia. Colocando a continuación otra lente divergente de focal 10 cm y a 21 cm de la primera, ¿cuál sería la posición y naturaleza de la nueva imagen?

Problema de Óptica geométrica.