Física II

En un punto P sobre una pantalla se observa un patrón de interferencia que es el resultado de la superposición de un rayo directo que sale de una fuente con longitud de onda 500 nm, con un rayo reflejado en un espejo como se muestra en la figura. Si la fuente se encuentra a 100 mm a la izquierda de la pantalla y 1 cm arriba del espejo, encuentre la distancia y en mm a la primera franja oscura localizada arriba del espejo.

Problema de Interferencias.

Entre una lente plano-convexa y una lámina de vidrio sobre la cual ella fue colocada, no hay contacto por causa del polvo. El radio del quinto anillo oscuro de Newton, por causa de ello es igual a r₁=0.08 cm. Si eliminamos el polvo, el radio de este anillo aumenta hasta r₂=0.1 cm. Encontrar el espesor de la capa de polvo si el radio de curvatura de la superficie convexa de la lente es R=10 cm. La observación se lleva a cabo por reflexión.

Problema de Interferencias.

Una rendija rectangular, de anchura b muy pequeña comparada con su longitud, se ilumina normalmente a su superficie. Representar gráficamente la distribución de intensidad de las ondas difractadas un ángulo θ respecto de la dirección de incidencia.

Problema de Difracción.

Una lente convexo-plana de 1 cm de grosor tiene la cara convexa en el aire y la plana sumergida en un líquido de índice de refracción 1.3. Se coloca un objeto a 25 cm de la cara de la lente que está en el aire. ¿Dónde estará la imagen?
Radio de la cara convexa: 20 cm; índice de refracción del vidrio: 1.5.

Problema de Óptica geométrica.

Para un observador cuya distancia mínima de visión distinta es de 20 cm, el aumento de un microscopio enfocado al infinito es de 1000. Sabiendo que el ocular tiene una convergencia de 100 dioptrías y que la longitud del microscopio es de 25 cm, calcular la distancia focal del objetivo, la longitud óptica del tubo y la distancia del objeto al objetivo.

Problema de Óptica geométrica.

Una lente biconvexa de radios r₁=20 cm y r₂=30 cm hueca de paredes delgadas se sumerge en un tanque de agua cuyo índice de refracción es 1.33.
Determinar en esta situación la distancia focal de la lente.

Problema de Óptica geométrica.

En un recipiente de aluminio de 256 g que contiene 206 g de nieve a -11 ^oC se introducen 100 g de vapor de agua a 100 ^oC. Calcular la temperatura final de la mezcla. Calor específico del aluminio: 0.219 cal/g ^oC; calor específico del hielo: 0.5 cal/g ^oC; calor específico del agua: 1 cal/g ^oC; calor latente de fusión del hielo: 80 cal/g; calor latente de vaporización del agua: 540 cal/g.

Problema de Calor y Primer Principio de la Termodinámica.

Un haz de rayos convergente es interceptado por una lente divergente, de tal modo que las prolongaciones de los rayos se cortan en un punto situado en el eje óptico de la lente a 15 cm de ésta. ¿Cuál es la distancia focal de la lente: a) si después de refractarse en la lente los rayos convergen en un punto situado a 60 cm de la lente? b) si después de refractarse las prolongaciones de los rayos se interceptan en un punto situado 60 cm delante de la lente?

Cuestion de Óptica geométrica.

El volumen cilíndrico de la figura, de sección constante S=1 m², consta de dos cámaras A y B separadas entre sí por un pistón que a su vez va unido mediante un resorte lineal de constante elástica k=3 N/m a otro pistón provisto de un vástago. El compartimento A contiene helio y el B nitrógeno molecular. La superficie lateral del cilindro es impermeable al calor, lo mismo que los pistones, pero en cambio la base del rectángulo que limita el compartimento B es perfectamente permeable al calor. Inicialmente los dos compartimentos tienen el mismo volumen V_o=2 m³ y la misma presión P_o=10⁵ N/m², siendo su temperatura inicial también la misma e igual a la temperatura constante de la atmósfera exterior. Muy lentamente se va desplazando el vástago hacia la derecha hasta llegar a un estado final en el que la presión en el compartimento A duplica su valor inicial. Sabiendo que los dos pistones se pueden mover sin ningún rozamiento a lo largo del cilindro y que el resorte está inicialmente descargado, se desea calcular el trabajo mecánico que es preciso realizar para hacer esa transformación.

Problema de Teoría Cinética de los Gases.

Un motor térmico de gas funciona según un ciclo de Carnot, entre dos focos a temperaturas de 200 ^oC y 50 ^oC. El diagrama del ciclo se dibuja en una plancha de cobre de ¼ mm de espesor, utilizando una escala de abscisas en la que 1 mm representa una diferencia de volúmenes de 50 cm³, y una escala para ordenadas en la que 1 mm equivale a una diferencia de presiones de 360 g/cm². Se recorta la lámina de cobre siguiendo el contorno del diagrama y se pesa, dando un peso de 156.2 g. Calcular la cantidad de calor que el motor toma del foco caliente y la que cede al foco frío por cada ciclo. ρ_Cu=8.8 g/cm³.

Problema de Entropia y Segundo Principio de la Termodinámica.