Física II

Un sistema óptico está formado por tres elementos, una lente convergente cóncavo-convexa de 20 dioptrías (índice de refracción 1.5 y radios en relación 1 a 3), una lente bicóncava de 12 cm de focal (índice de refracción 1.6 y radios iguales) y un espejo convexo de 168 cm de radio, situados en este orden. La distancia entre la lente convergente y el vértice del espejo es de 54 cm. Se coloca un objeto 10 cm a la izquierda de la primera lente. a) Determinar las dos posibles posiciones de la lente divergente si se desea que la imagen final sea virtual y se encuentre a 21 cm del vértice del espejo; b) de entre las dos posiciones obtenidas en el apartado anterior, ¿cuál hay que elegir si además se desea que la imagen tenga un tamaño igual a la cuarta parte del tamaño del objeto? c) A continuación desplazamos la lente divergente hasta ponerla en contacto con la convergente. Determinar la posición y carácter de la nueva imagen. d) Calcular los radios de curvatura de las dos lentes.

Problema de Óptica geométrica. Aparece en la convocatoria de JUN2005.

Si la afirmación es verdadera explicar por qué lo es. Si es falsa, dar un contraejemplo, es decir, un ejemplo que contradiga la afirmación. a) una lupa deberá tener una distancia focal corta; b) una lupa forma una imagen virtual; c) la lente de una cámara fotográfica forma una imagen real; d) la imagen formada por el objetivo de un microscopio es real e invertida; e) la imagen formada por el objetivo de un telescopio es invertida y mayor que el objeto.

Cuestion de Óptica geométrica.

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.

Una pompa de jabón de 6 cm de radio exterior es iluminada con luz blanca viéndose de color rojo si se mira normalmente; si el índice de refracción del agua jabonosa es 4/3, ¿cuál tendrá que ser su radio para que se observase de color verde? ν_rojo=4.4·10¹⁴ Hz; ν_verde=5.6·10¹⁴ Hz.

Problema de Interferencias.

En un sonómetro están montadas dos cuerdas de 0.8 m de longitud e igual sección, una de aluminio y otra de acero. Si en la primera la tensión es de 1 kg y en la segunda de 2.85 kg, ambas cuerdas emiten el tono fundamental. Determinar la densidad del acero, sabiendo que la del aluminio de 2.64 g/cm³. Calcular la longitud que ha de tener la cuerda de acero para que, con la misma tensión que la de aluminio, emita el mismo sonido fundamental.

Problema de Interferencias.