Física II

Para medir el diámetro d de un hilo fino mediante un método de interferencias se construye una lámina de aire en forma de cuña situando al hilo entre los bordes de dos piezas planas de vidrio de longitud L=20 cm, como se muestra en la figura. Este montaje se ilumina en incidencia normal, con luz monocromática (λ=590 nm) observando 19 franjas brillantes a lo largo de L. Determinar el diámetro del hilo.

Cuestion de Interferencias.

¿Qué son los elementos cardinales de un sistema óptico y cuál es su utilidad?

Cuestion de Óptica geométrica.

¿Qué separación angular mínima deben tener dos objetos si han de ser resueltos justamente por el ojo? ¿A qué distancia mutua deben estar si se encuentran alejados ambos 100 m? Suponer que el diámetro de la pupila del ojo es de 5 mm y que la longitud de onda de la luz es de 600 nm.

Cuestion de Difracción.

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.

Dos rayos luminosos paralelos inciden sobre los centros de las caras de un cubo de vidrio de lado l, tal como indica la figura, formando ángulos de incidencia de 45^o. Ambos rayos están situados en un mismo plano, que pasa por el centro del cubo, y se encuentran en el centro de una arista después de sufrir la refracción. Calcular el índice de refracción del vidrio.

Problema de Reflexión y Refracción de Ondas.

La fuente de luz utilizada para iluminar una doble rendija de Young emite dos longitudes de onda, la más larga de 700 nm. La quinta franja oscura correspondiente a la longitud de onda más grande ocupa la misma posición que la quinta franja brillante (sin contar el máximo central) del patrón de interferencia de la longitud de onda más corta. Determine la longitud de onda de la segunda componente.

Problema de Interferencias.

Sobre una película de vidrio en forma de cuña (índice de refracción 1.5) incide normalmente luz con λ=720 nm. El ángulo de la cuña es α=1.2·10^-4 radianes. Hallar la separación horizontal entre dos franjas oscuras sucesivas. La observación se lleva a cabo por reflexión.

Problema de Interferencias.