Física II

Un rayo luminoso que se mueve en el aire incide sobre una lámina plana de vidrio, de caras paralelas, con un ángulo de 60^o. La lámina tiene un espesor de 10 cm y su índice de refracción es 1.54. Hallar el desplazamiento que experimenta el rayo al atravesar la lámina.

Problema de Reflexión y Refracción de Ondas.

Dos espejos planos forman entre sí un ángulo próximo a 180^o (ver figura). A distancias iguales b de los espejos se encuentra una fuente luminosa S. Determinar el intervalo entre las franjas de interferencia vecinas en la pantalla MN, situada a una distancia OA=a del punto de intersección de los espejos. La longitud de onda luminosa es conocida e igual a l. La cortina C impide la incidencia directa de la luz de la fuente en la pantalla.

Problema de Interferencias.

La función de onda estacionaria en una cuerda fija por sus dos extremos es:

y(t, x)=0.3sen(0.01x)cos(200t)

con t en segundos y x e y en cm; a) determinar la amplitud, frecuencia, y velocidad de fase de las ondas progresivas cuya superposición da lugar a esta onda estacionaria; b) escribir las funciones de onda correspondientes a estas ondas progresivas; c) hallar la distancia internodal.

Problema de Interferencias.

a) ¿A qué distancia deben estar entre sí dos objetos en la Luna para que puedan ser resueltos por el ojo sin la ayuda de ningún instrumento? Considerar que el diámetro de la pupila del ojo es de 5 mm, la longitud de onda de la luz es 600 nm y la distancia a la Luna es de 380000 km. b) ¿A qué distancia deben estar los objetos en la Luna para que puedan ser resueltos mediante un telescopio que tiene un espejo de 5 m de diámetro?

Problema de Difracción.

Si el humor acuoso del ojo tiene un índice de refracción de 1.34 y la distancia del vértice de la córnea a la retina es de 2.2 cm, ¿cuál es el radio de curvatura de la córnea para el cual los objetos distantes se enfocarán sobre la retina? Supóngase que la refracción se realiza en el humor acuoso.

Problema de Óptica geométrica.

Para la construcción de una lente doble del objetivo de una cámara fotográfica, un constructor utilizó una lente divergente con distancia focal f₁=5 cm, colocándola a una distancia l=45 cm de la película. ¿Dónde es preciso colocar la lente convergente con distancia focal f₂=8 cm para que en la película resulte una imagen nítida de objetos distantes?

Problema de Óptica geométrica.

Se dispone de dos lentes delgadas alineadas en un eje óptico y distantes entre sí 40 cm, la primera de ellas está formada por la yuxtaposición de una biconvexa, de radios iguales (r=30 cm) e índice de refracción 1.5 y otra cóncavo-convexa de radios 30 cm y 20 cm respectivamente e índice de refracción 1.4. La segunda lente es una lente convergente de focal 10 cm. Calcular: a) la focal de la primera lente. b) la posición, carácter y tamaño de la imagen de un objeto, inclinado 30^o respecto al eje óptico, de 2.31 cm de longitud y cuya base está situada a 90 cm a la izquierda de la primera lente.
Segunda parte: Considérese un sistema óptico centrado formado por dos lentes delgadas separadas una distancia d=9 cm. Un punto O situado a 26 cm a la izquierda del plano principal objeto del sistema óptico compuesto equivalente (S.O.C.) tiene su imagen O´ situada a 16.25 cm a la derecha del plano principal imagen del S.O.C. Se sabe también que la imagen de la primera lente dada por el sistema está situada a 15 cm a la izquierda del plano principal imagen del S.O.C. Calcular: c) las focales f₁ y f₂ de las lentes y dibújense las posiciones de los planos principales del sistema respecto a las lentes.
(NOTA: distancia focal imagen del S.O.C. ; distancias de las lentes a los planos principales: )

Problema de Óptica geométrica.

600 g de perdigones de plomo se calientan a 100 ^oC y se colocan en un bote de aluminio de 200 g de masa que contiene 500 g de agua inicialmente a 17.3 ^oC. El calor específico del aluminio del bote es 0.900 kJ/kgK. La temperatura final del sistema es de 20.0 ^oC. ¿Cuál es el calor específico del plomo? Calor específico del agua: 4.18 kJ/kgK.

Problema de Calor y Primer Principio de la Termodinámica.

Sabiendo que una onda luminosa se desplaza con una velocidad v₁ en el medio 1 y v₂ en el medio 2 determinar: a) la relación de frecuencias de la onda en los medios 1 y 2; b) la relación de las direcciones de propagación en los dos medios; c) el ángulo límite en la superficie de separación de ambos medios.

Cuestion de Reflexión y Refracción de Ondas.

Un tanque contiene 2.73 m³ de aire a una presión P₁=24.6 atm. El aire se enfría hasta que su presión sea P₂=14 atm. Se conoce γ=1.41. ¿Cuál será la disminución de su energía interna? Tómese 1 atm=101324.72 N/m².

Problema de Teoría Cinética de los Gases.