Una película delgada de agua (n=1.33) situada sobre una superficie de vidrio plana (n=1.50) es iluminada por un haz de luz que incide normalmente. La luz del haz es monocromática, pero la longitud de onda puede variarse. Al variar su longitud de onda de forma continua, la intensidad reflejada cambia de un mínimo λ=530 nm a un máximo a λ=795 nm. ¿Cuál es el espesor de la película? Problema de Interferencias.
Un tubo abierto por ambos extremos emite como sonido fundamental el de 435 s-1 de frecuencia cuando se acciona por una corriente de aire. Cuando se acciona con una corriente de CO2 se observa que el sonido fundamental emitido es un poco más grave que el fundamental producido por otro tubo abierto por ambos extremos accionado por aire y cuya longitud es 11 cm mayor, produciéndose por interferencia entre ambos sonidos 120 pulsaciones por minuto. Calcular la velocidad del sonido en el anhídrido carbónico sabiendo que en el aire, en las condiciones de la experiencia, es 340 m/s. Problema de Interferencias.
a) ¿Cuál es la longitud de onda que experimentará una desviación de 20o en el espectro de primer orden producido por una red de difracción que tiene 6000 rayas/cm? b) ¿Cuál es la desviación en el espectro de segundo orden de esta longitud de onda? Problema de Difracción.
Una persona de 1.65 m de altura y que tiene sus ojos a 12 cm del punto más alto de su cabeza desea verse completamente en un espejo vertical plano. Determinar: a) a qué distancia del suelo debe estar situada la base del espejo; b) la longitud mínima del mismo; c) ¿dependen dichos valores de la distancia de la persona al espejo? Problema de Óptica geométrica.
Tres lentes delgadas convergentes de 10 dioptrías cada una están alineadas sobre un eje común y dispuestas de tal modo que el foco imagen de una coincide con el foco objeto de la siguiente. Hallar la situación final de la imagen de un pequeño objeto situado 1 m a la izquierda de la primera lente. Problema de Óptica geométrica.
Un termómetro de resistencia de platino permite realizar determinaciones precisas de temperatura a partir de la medida de la resistencia eléctrica R del termómetro y de la relación temperatura-resistencia. Cuando la temperatura t viene dada en la escala Celsius, esta relación termométrica se conoce como ecuación de Callendar-Van Dusen y toma la forma: donde: es la denominada temperatura del platino y Rh y Rv son, respectivamente, los valores de R en los puntos de hielo (0 oC) y de vapor de agua (100 oC). Las constantes δ y β son características del platino y están relacionadas con el comportamiento no lineal de la variación de R con t; si δ y β fueran nulas, la variación sería lineal y la temperatura del platino coincidiría con la temperatura Celsius. Considerando un termómetro para el que Rh=24.236 Ω y Rv=34.452 Ω, se pide: a) determinar las constantes δ y β teniendo en cuenta que en los puntos de ebullición normal del azufre (444.674 oC) y del oxígeno (-182.962 oC) la resistencia del termómetro es de 67.417 Ω y 5.927 Ω respectivamente, y que β=0 oC para t>>0 oC; b) calcular la temperatura correspondiente a una resistencia R=25.186 Ω. Problema de Calor y Primer Principio de la Termodinámica.
Calcular la pérdida neta de energía radiante de una persona desnuda en una habitación a 20 oC suponiendo que la persona se comporta como un cuerpo negro. El área del cuerpo es igual a 1.4 m2 y la temperatura de su superficie de 33 oC. Problema de Calor y Primer Principio de la Termodinámica.
Se tienen 56 g de nitrógeno (peso molecular 28 g/mol) que están a una temperatura de 27 oC. Se pide calcular: a) la energía cinética total de sus moléculas (R=0.082 atml/Kmol=8.31 J/molK); b) si esa energía cinética se convirtiera totalmente en trabajo en 30 s, ¿cuántos caballos de vapor desarrollarían? c) Suponiendo que la masa de nitrógeno ocupa un volumen de 10 l a la citada temperatura, ¿qué presión ejercerá? 1 C.V.=746 W Problema de Teoría Cinética de los Gases.
Un cilindro contiene un gas ideal a la presión de 2 atm, siendo el volumen de 5 l a la temperatura de 250 K. El gas se calienta a volumen constante hasta una presión de 4 atm y a continuación a presión constante hasta una temperatura de 650 K. Calcular el calor absorbido por el gas durante estos procesos. Después se enfría el gas a volumen constante hasta que recupera su presión inicial y luego a presión constante hasta volver al estado inicial. Calcular el calor cedido durante el ciclo. Cv=21 J/molK; R=0.082 atml/molK=8.3 J/molK. Problema de Entropia y Segundo Principio de la Termodinámica.
Explicar el origen del diagrama de difracción de Fraunhofer por dos rendijas paralelas e iguales. Cuestion de Difracción.
es la denominada temperatura del platino y Rh y Rv son, respectivamente, los valores de R en los puntos de hielo (0 oC) y de vapor de agua (100 oC). Las constantes δ y β son características del platino y están relacionadas con el comportamiento no lineal de la variación de R con t; si δ y β fueran nulas, la variación sería lineal y la temperatura del platino coincidiría con la temperatura Celsius. Considerando un termómetro para el que Rh=24.236 Ω y Rv=34.452 Ω, se pide: a) determinar las constantes δ y β teniendo en cuenta que en los puntos de ebullición normal del azufre (444.674 oC) y del oxígeno (-182.962 oC) la resistencia del termómetro es de 67.417 Ω y 5.927 Ω respectivamente, y que β=0 oC para t>>0 oC; b) calcular la temperatura correspondiente a una resistencia R=25.186 Ω.