Física II

Luz que atraviesa un medio de índice de refracción n´ pasa a un medio de índice n´´ y posteriormente a aire, siendo n_aire<n´<n´´. ¿Cuál es el rayo que muestra correctamente el camino de la luz?

Cuestion de Óptica geométrica.

Enuncie la segunda ley de la termología en sus versiones para máquinas térmicas y frigoríficas. Demuestre que los dos enunciados para máquinas son, en realidad, equivalentes.

Cuestion de Entropia y Segundo Principio de la Termodinámica.

La luz incide con un ángulo de 45^o sobre la superficie superior de un cubo de vidrio con índice de refracción (2)^1/2. ¿Se reflejará totalmente el rayo en la cara vertical? Índice de refracción del medio que rodea al cubo: 1.

Cuestion de Reflexión y Refracción de Ondas.

Una masa de un gas ideal (ϒ=1.4) ocupa 2 l y está sometido a una presión de 1 atm. Su temperatura es de 27 ^oC (estado 1). Mediante una compresión adiabática se consigue reducir su volumen a la cuarta parte (estado 2). A continuación se produce un calentamiento a presión constante hasta alcanzar un volumen de 1.5 l (estado 3). Mediante una expansión adiabática se llega al volumen inicial (estado 4), para volver, por último, al estado inicial. Sabiendo que para pasar del estado 2 al estado 3 se emplearon 594.5 cal se pide: a) dibujar el ciclo; b) calcular P, T y V en todos los estados; c) calcular el aporte o pérdida de energía que necesita el sistema para pasar del estado 4 al estado inicial; d) rendimiento del ciclo.

Problema de Entropia y Segundo Principio de la Termodinámica. Aparece en la convocatoria de JUN2000.

Justificar por qué las ecuaciones que habitualmente se utilizan en la óptica geométrica únicamente pueden aplicarse a rayos que forman ángulos muy pequeños con el eje óptico.

Cuestion de Óptica geométrica.

Qué es una red de difracción y cuál es su uso preferente.

Cuestion de Difracción.

En el fondo de una vasija llena de líquido de índice de refracción n₂ hay un pequeño objeto. La vasija tiene una altura h_r. Hallar la altura aparente a que se encuentra el objeto cuando se mira éste con incidencia normal desde la superficie del líquido. El índice de refracción del medio donde se encuentra el observador es n₁.

Problema de Reflexión y Refracción de Ondas.

Dos rendijas están separadas por 0.3 mm y colocadas a 50 cm de una pantalla. ¿Cuál es la distancia entre la segunda y la tercera líneas oscuras de la figura de interferencia cuando se iluminan las rendijas con luz de longitud de onda igual a 600 nm?

Problema de Interferencias.

Se unen por una arista dos láminas de vidrio y se separan por la arista opuesta mediante un papel de espesor 4·10^-3 cm, quedando entre ambas láminas una cuña de aire. Determinar el número máximo de franjas interferenciales y los espesores donde se producirán los máximos de interferencia cuando se ha iluminado el sistema normalmente con luz de 600 nm. La observación se lleva a cabo por refracción.

Problema de Interferencias.

Dos alambres de dos materiales distintos (1 y 2) y del mismo radio 2 mm se unen entre sí para formar un alambre más largo. En el punto de unión y en el punto más bajo del conjunto se sueldan dos anillos macizos de 250 kg de masa (ver figura). El material 1 tiene una longitud de 3 m, una densidad de 22500 kg/m³ y un módulo de Young de 8·10¹¹ N/m². El material 2 tiene una longitud de 7.5 m, una densidad de 2500 kg/m³ y un módulo de Young de 2·10¹¹ N/m². Se pide: a) calcular el alargamiento total del conjunto; b) mediante una fuente externa de frecuencia variable se producen ondas longitudinales en los dos alambres. Calcular la frecuencia más baja para la cual se producen ondas estacionarias en los alambres de modo que tanto el punto de unión como el punto más bajo sean nodos. Despreciar el alargamiento y el peso de los alambres. c) Un avión vuela horizontalmente con velocidad constante a 200 m por encima del campanario de un pueblo cuya campana emite un sonido de frecuencia 100 veces menor que la frecuencia calculada anteriormente. La velocidad del avión es 324 km/h. En un cierto instante y sobrepasado el campanario, la azafata del avión escucha el sonido de la campana con una frecuencia de 24.234 Hz. ¿Con qué frecuencia la escuchó 4.5 s antes? Velocidad del sonido en el aire: 340 m/s.

Problema de Interferencias.