NOMBRE: FERNANDO SOLEDISPA CAPÍTULO 34A. ÓPTICA GEOMÉTRICA
1. Un rayo láser incide sobre el espejo de la izquierda como se indica en la figura. Su dirección inicial es paralela a la línea que bisecta los espejos. a) Cuál es el ángulo Ф del rayo láser reflejado. b) Demuestre que si los espejos son perpendiculares perpendiculares el rayo se reflejar paralelo al rayo incidente. c) Un punto se ubica en la línea que bisecta los espejos. Dibuje un esquema de las imágenes formadas en cada espejo de ese punto. d) Un lápiz se coloca perpendicular a la línea lí nea bisectriz de modo que se tienen longitudes iguales a cada lado, dibuje un esquema de la imagen formada en cada espejo.
FÍSICA: 3
PARALELO: 1
GRUPO: 14
2. Una bola se coloca en el punto A de la figura. a) Cuántas imágenes se observa desde el punto O. b) Cuáles son las coordenadas de estas imágenes. c) Si el ángulo entre los espejos disminuye. Explique cómo cambia el número de imágenes. d) ¿Existe un ángulo para el cuál se observa una sola imagen? Explique.
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PARALELO: 1
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3. Un recipiente lleno de agua es visto desde arriba. Un rayo láser entra al agua desde el lado A en la posición X. Ignore el grosor de las paredes del contenedor. a) Si x = 15 cm ¿el rayo láser se refracta al aire a través de B o se refleja en el lado B de regreso al agua? b) Determine el ángulo de refracción y de reflexión. c) Encuentre el mínimo valor de x para el cual el rayo láser pasa a través del lado B y emerge al aire. d) conteste las preguntas de a. si x = 25 cm.
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4. Una varilla traslúcida con índice de refracción “n” tiene los bordes curvos como se muestra la figura. El radio de superficie esférica de la izquierda es “a”, el de la derecha “b” y la longitud total de la barra es L=a+b. Determine: a) Si el índice de refracción es 1,50 mientras los radios son a=12,0 cm; b=18,0 cm; y el objeto esta a 90,0 cm a la izquierda de la barra, determine la posición final de la imagen. b) Si el objeto tiene de altura 10,0 cm ¿Cuál será su amplificación? c) Si colocara dentro la varilla una flecha equidistante a los vértices de las superficies esféricas, desde el extremo izquierdo, ¿se ve más lejana o cercana la flecha? d) Referente al literal anterior, respecto a la superficie derecha, ¿se ve más lejana o cercana la flecha?
FÍSICA: 3
PARALELO: 1
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5. Una persona de 1,80 m se encuentra de pie frente a un espejo situado a 2,40 m. Si sus ojos están a 1,70 m desde el suelo, determine: a) ¿A qué distancia del suelo debe estar el filo del espejo para que, sin mover la cabeza, pueda observar sus pies? b) Si el espejo mide 1,0 m de altura cuya base reposa en el suelo, ¿Qué porcentaje de su cuerpo podrá observar la persona en el espejo? c) Si la persona comienza a caminar con rapidez constante hacia el espejo ¿con qué rapidez observa que se mueve la imagen? ¿Se aleja o se acerca? d) Se coloca a 0,20 del piso el espejo, y a la mitad del camino entre la persona descrita al inicio y el espejo, se coloca una moneda. ¿La persona puede observar la moneda? Demuestre.
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6. Un joven cuyos ojos se encuentran a 1,50 m de altura desde el suelo, se encuentra a 1,00m del filo de una piscina completamente llena de agua (n=1,33) con profundidad real de 2,00 m en cuyo fondo se encuentran luminarias. a) Determine a qué distancia mínima, medida desde el borde cercano al joven, debe encontrarse una lámpara en el piso de la piscina para alcanzar a ser vista por el joven. b) ¿a qué profundidad el joven percibirá que se encuentra dicha luminaria? c) Si se coloca más cloro a la piscina causando que el índice de refracción aumente, ¿la distancia a la que percibe el fondo aumenta o disminuye? Explique. d) ¿Si la piscina tiene 5,00 m de ancho, podrá el joven ver el vértice inferior más lejano cuando observa el punto medio entre los bordes en la superficie del agua?
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7. Se colocan espejos planos unidos por un mismo vértice. Equidistante a ellos se coloca una canica de 2,0 cm de diámetro. a) Si el ángulo de los espejos es 60º entre sí, usando diagramas de rayos, determine cuantas imágenes se forman y sus respectivas posiciones. b) ¿Si aumento el ángulo, se aumentará el número de imágenes? Explique.
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8. Un objeto real se coloca frente a un espejo plano inclinado a una distancia de 2 m, tal como se muestra en la figura. Y un espejo cóncavo de foco +5 m se coloca de manera inclinada según como se muestra en la figura a 5 metros del espejo plano. a) ¿La imagen final (en la pantalla) qué características va a tener? ¿A qué distancia del espejo cóncavo se va a encontrar? b) Ahora se coloca el espejo cóncavo a 3 metros del espejo plano. ¿La imagen final qué características va a tener? De ser real, ¿A qué distancia del espejo cóncavo se va a encontrar? c) Ahora acercamos el objeto a 1 metro del espejo plano. ¿Qué características tiene la imagen formada por el espejo cóncavo? d) ¿A qué distancia se debería colocar el objeto del espejo plano para que la imagen formada por el espejo cóncavo se encuentre a 7 metros del mismo? Indicar sus características.
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9. Por razones que usted conoce, no se puede determinar la distancia focal de un espejo convexo o la distancia y tamaño de una imagen virtual formada por el mismo de manera directa. a) Tomando en cuenta la siguiente configuración determine la distancia focal del espejo convexo si se forma una imagen real en la pantalla. El eje focal del espejo cóncavo es de +1 m y el objeto se coloca a 2 metros del espejo. b) Determine las características de la imagen generada en la pantalla. c) Si colocamos ahora el objeto a 1.333 m del espejo cóncavo. ¿Qué sucede con la imagen generada por el espejo convexo? ¿Qué características tiene? d) Dejando la configuración igual que en los 2 primeros literales. Intercambiar la posición de los 2 espejos, indicar posición y características de la imagen final generada.
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10. Tenemos un objeto a 1.5 m de un espejo esférico cuyo foco es de 1 m a) Determine la posición, características y tamaño de la imagen generada por este espejo cóncavo. b) Tomando como objeto virtual la imagen generada en el literal “a”, determine la posición y el foco del espejo esférico para que se genere una imagen real en la misma posición y tamaño, pero invertida con respecto al objeto original. c) Tomando en cuenta los elementos de la figura (no incluir los datos encontrados en literal “b”), si se desea generara una proyección aumentada 5 veces a 3 metros del eje de la figura. Indicar la posición y forma de colocar un espejo plano en el eje mostrado en la figurar. Puede mover la posición del objeto real con respecto al espejo cóncavo. d) Indicar características de la imagen proyectada.
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11. Dada la siguiente configuración con un espejo convexo de distancia focal de -1 metro. Determinar: a) La posición de la imagen virtual formada por el espejo plano. b) Las características de la imagen formada por el espejo plano.
Ahora reemplazamos el espejo plano por un espejo cóncavo de foco de 3 m. Determinar: i. La posición de la imagen formada por el espejo cóncavo. ii. Las características de la imagen formada por el espejo cóncavo.
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12. Un centavo está dentro de un pisapapeles esférico de plástico que tiene un radio de 3.0 cm. El índice de refracción del plástico es n1=1.50. Una moneda está colocada a 2.0 cm del borde de la esfera. a) Encuentre la posición de la imagen de la moneda. b) La imagen es, virtual o real c) Encuentre la posición de la imagen, si ahora la superficie refractora es plana, en tal caso R es infinito d) Que sucede con la imagen. Si n1 < n2.
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13. En tanque de agua que contiene langostas tiene un frente curvo hecho de plástico con grosor uniforme y un radio de curvatura de 80.0 cm de magnitud. Ubique y describa las imágenes de las langostas a a) 30.0 cm y b) 90.0 cm de la base de la pared frontal. c) Encuentre el aumento de cada imagen. d) Las langostas tienen 9.00 cm de alto. Encuentre la altura de cada imagen. e) Explique por qué no necesita conocer el índice de refracción del plástico para resolver este problema.
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14. Si mira hacia abajo en una piscina que tiene 2.00 m de profundidad. a) ¿cuál es la profundidad aparente? b) ¿Cuál es el aumento lateral correspondiente a una superficie refractiva plana? c) Si ponemos un pez en la piscina ¿Cuál es la profundidad aparente del pez, visto directamente desde arriba? d) Ahora si el pez nada a una velocidad de 2.00 cm/s hacia arriba. ¿Cuál es la rapidez aparente del pez medida por un observador que mira desde arriba perpendicular hacia abajo?
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PARALELO: 1
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15. Un objeto O se encuentra en el eje central de una refracción superficie esférica. El índice de refracción n1=1 donde se encuentra el objeto, el índice de refracción n2=1.5 en el otro lado de la superficie de refracción, la distancia objeto s = +10 cm, el radio de curvatura de la superficie r = +30 cm. Calcular: a) la distancia de la imagen. b) indique si la imagen es real o virtual c) indique si la imagen está en el mismo lado de la superficie del objeto o en el lado opuesto. d) Dibuje dos casos de imágenes virtuales creadas por refracción.
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PARALELO: 1
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