Física II

Calcular la velocidad de propagación de la luz en un medio óptico sobre el que incide, con un ángulo de 30^o, un rayo luminoso procedente del aire y que se refracta con un ángulo de 15^o.

Problema de Reflexión y Refracción de Ondas.

En el punto P se superponen dos movimientos procedentes de dos focos coherentes A y B. La distancia AP es de 35 cm y la BP es de 20 cm. Los puntos P, B y A están alineados y situados en este orden. La velocidad de propagación es de 900 cm/s para ambos focos y la frecuencia es de 150 Hz. En el punto P la amplitud del movimiento que procede de A es 0.4 m y la que procede de B 0.3 m. Calcular: a) la ecuación del movimiento resultante en el punto P; b) la relación de intensidades del movimiento resultante en el punto P con respecto a cada uno de los movimientos incidentes; c) velocidad y aceleración del movimiento resultante a los 5 s de iniciado el movimiento; d) el tiempo transcurrido entre dos valores iguales de la velocidad.

Problema de Interferencias.

Una película de agua (índice de refracción 1.33) en el aire, tiene un espesor de 320 nm. Si se ilumina con luz blanca en incidencia normal, ¿de qué color parecerá ser la luz reflejada? Se supone que las longitudes de onda del espectro visible van desde 390 nm (violeta) hasta 770 nm (rojo).

Problema de Interferencias.

Una lámina de cuarzo se utiliza para controlar la frecuencia de un circuito eléctrico oscilante. Se originan ondas longitudinales estacionarias en la lámina con producción de antinodos en las caras opuestas. La frecuencia fundamental de la vibración está dada por la siguiente ecuación:

donde S es el espesor de la lámina en cm. Calcular el módulo de Young de la lámina, siendo la densidad del cuarzo ρ=2.66 g/cm³.

Problema de Interferencias.

Una red de difracción de 100 rendijas/mm es iluminada en dirección normal al plano de las rendijas con tres radiaciones de 480 nm, 500 nm y 600 nm. ¿Cuál es la separación entre las tres figuras de primer orden de difracción producidas por la red en una pantalla situada a 1 m de distancia?

Problema de Difracción.

Una superficie esférica muy delgada se platea por ambas caras de modo que puede reflejar la luz actuando como un espejo cóncavo o convexo. Cuando se utiliza como un espejo cóncavo de distancia focal f se observa que un punto objeto que está a una distancia a tiene su punto imagen a una distancia . Se invierte a continuación la superficie y se utiliza como espejo convexo. a) ¿Cuál es la posición del punto imagen de a? b) ¿Cuál es la amplificación del espejo convexo?

Problema de Óptica geométrica.

Una lente biconvexa está hecha de vidrio con un índice de refracción de 1.5 respecto al aire que la rodea. Los valores de los radios de curvatura de sus caras son r₁=0.3 m y r₂=0.2 m. a) Hallar la distancia focal y la potencia; b) determinar la posición y el carácter de un objeto de 3 cm de altura situado sobre el eje 0.5 m a la izquierda de la lente. Repetir las partes a) y b) para una lente convergente cóncavo-convexa del mismo vidrio teniendo los radios de curvatura el mismo valor.

Problema de Óptica geométrica.

Se calienta una sustancia de -12 ^oF a 150 ^oF. ¿Cuál es el cambio de temperatura: a) en la escala Celsius? b) en la escala Kelvin?

Problema de Calor y Primer Principio de la Termodinámica.

Una pared está formada por 2 cm de yeso, 9 cm de un material aislante y 3 cm de madera y su superficie es de 2 m². Determinar: a)El valor de la resistencia térmica efectiva para la pared. Si la temperatura en el interior es de 20 ^oC y en el exterior -10 ^oC. Determinar: b) El flujo de energía térmica en la pared y c) La distribución de temperatura en la misma.(Conductividad térmica del yeso 0.12 W/m·K; conductividad térmica del aislante 0.04 W/m·K; conductividad térmica de la madera 0.15 W/m·K).

Problema de Calor y Primer Principio de la Termodinámica.

Se tiene un mol de oxígeno a 25 ^oC y 770 mm de Hg de presión. Calcular: a) la densidad absoluta en g/l; b) la velocidad media de agitación de sus moléculas; c) el número de átomos de oxígeno que contendrá. Número de Avogadro: N_A=6.023·10²³ moléculas/mol; constante de los gases ideales: R=0.082 atml/Kmol=8.31 J/molK.

Problema de Teoría Cinética de los Gases.