Preguntas
1.-¿Por qué los astrónomos que observan galaxias distantes hablan de ver hacia atrás en el tiempo?
siguientes situaciones situaciones una onda pasa a través de una abertura en una pared 3. En cada una de las siguientes absorbente. !lasi"ique las situaciones en orden de aquella donde la onda se describe me#or por la aproximación de ra$o a aquella donde la onda que pasa a través de la abertura se dispersa igual hacia todas las direcciones en el hemis"erio más allá de la pared. a% El sonido de un silbato ba#o a 1 &'( pasa a través de un portal de 1 m de ancho.
b% )u( ro#a que pasa a través de la pupila de su o#o.
c% )u( a(ul que pasa a través de la pupila de su o#o.
d% )a transmisión de onda de una estación de radio *+ a través de un portal de 1 m de ancho.
e% ,n ra$o a través del espacio entre los huesos en la articulación de su codo.
5. ,na persona lleva a una nia a dar un paseo por su vecindario. * ella le gusta escuchar los ecos en las casas cuando grita o aplaude con "uer(a. ,na casa con "achada plana $ grande produce un eco si una persona está directamente "rente a ella $ a una distancia ra(onable. 'aga un rápido dibu#o de esta situación para explicar cómo se produce el eco/ sombree el área donde usted debe estar ubicado para escuchar el eco. ¿Qué pasaría si? )a nia descubre que una casa con un diseo de piso en "orma de ) produce ecos si alguien se coloca en diversos puntos. ,sted puede estar en un lugar ra(onablemente distante desde el cual es posible ver la esquina interior. Explique el eco en este caso $ trace otro diagrama para hacer comparaciones. ¿Qué pasaría si? )as dos alas de la casa no están perpendiculares entre s0. ¿)a persona $ la nia de pie #untas escuchan los ecos? ¿Qué pasaría si? ,na casa rectangular $ su cochera tienen paredes perpendiculares que "ormar0an una esquina interna pero tienen un pasa#e abierto $ techado entre ellas de tal modo que las paredes no se unen. Esta estructura ¿producirá ecos intensos si las personas se colocan en una amplia variedad de lugares? Explique sus respuestas con diagramas.
7. ,na onda luminosa se mueve entre el medio 1 $ el medio . ¿!uáles de los siguientes son enunciados correctos que relacionan su rapide( "recuencia $ longitud de onda en los dos medios/ los 0ndices de re"racción de los medios $ los ángulos de incidencia $ re"racción? Eli#a todos los enunciados correctos. a% v 12sen u1 3 v 2sen u
b% csc u12 n1 3 csc u2n
c% l12sen u1 3 l2sen u
d% f 12sen u1 3 f 2sen u
e% n12cos u1 3 n2cos u. 9. !onsidere una lu( que pasa de un medio a otro con un 0ndice di"erente de re"racción. a% ¿)a longitud de onda de la lu( cambia?
b% ¿!ambia la "recuencia?
c% ¿4ue sucede con la rapide(?
d% ¿)a dirección siempre cambia?
11. a% ¿)a lu( puede someterse a re"lexión interna total en una inter"a( uni"orme entre aire $ agua? 5i es as0 ¿en cuál medio debe via#ar originalmente?
b% ¿El sonido puede someterse a re"lexión interna total en una inter"a( uni"orme entre aire $ agua? 5i es as0 ¿en cuál medio debe via#ar originalmente?
13. )a re"lexión interna total se aplica en el periscopio de un submarino para permitir que los marineros 6vean alrededor de las esquinas7. En este aparato se colocan dos prismas como se ve en la "igura P89.18 de modo que un ra$o de lu( incidente sigue la tra$ectoria mostrada. Podr0an usarse espe#os plateados paralelos inclinados pero los prismas de vidrio que no tengan super"icies plateadas darán una lu( de salida intensa. Proponga una explicación para esta ma$or e"iciencia.
15. )a retrorre"lexion por es"eras transparentes que se mencionó en el texto de la sección 89.: se puede observar con gotas de roció/ para hacerlo observe la sombra de su cabe(a sobre césped con roció. !ompare sus observaciones con las reacciones de otras dos personas. El artista del ;enacimiento
horeau hi(o lo mismo en Walden, 6rate de encontrar una persona que ha$a visto el halo. ¿4ué piensa de esto?
17. En un restaurante un traba#ador usa gis de colores para escribir las especialidades diarias en un pi(arrón iluminado con un re"lector. En otro restaurante un traba#ador escribe con cra$ones de colores sobre una ho#a plana $ uni"orme de plástico acr0lico transparente con un 0ndice de re"racción 1.99. El panel cuelga en"rente de un tro(o de "ieltro negro. * lo largo de los bordes de la ho#a dentro de un canal opaco se instalan pequeas luces eléctricas brillantes. )a "igura P89.1@ muestra un corte de la seal. Explique por qué los observadores en ambos restaurantes ven brillar las letras contra un "ondo negro/ también porque la seal en el segundo restaurante puede usar menos energ0a de la compa0a eléctrica que el pi(arrón iluminado en el primer restaurante. ¿!uál ser0a una buena elección para el 0ndice de re"racción del material en los cra$ones?
19. ¿
Problemas 1. )os astronautas del Apollo 11 colocaron un panel de retrorre"lectores de esquinas cubicas e"icientes en la super"icie de la )una. )a rapide( de la lu( se deduce al medir el intervalo de tiempo necesario para que un láser se diri#a desde la >ierra se re"le#e en el panel $ regrese a la >ierra. 5uponga que la medición de este intervalo es .91 s a la estación cuando la )una está en su cenit. ¿!uál es la rapide( medida de la lu(? !onsidere la distancia de centro a centro de la >ierra a la )una en 8.A: x1BA m2s? Explique si es necesario tomar en cuenta los tamaos de la >ierra $ de la )una en sus cálculos.
3. En un experimento para medir la rapide( de la lu( usando el aparato de i(eau Cvéase la "igura 89.% la distancia entre la "uente de lu( $ un espe#o "ue de 11.:9 &m $ la rueda ten0a @B ranuras. El experimento determino el valor de c en .DDA x 1BA m2s. !alcule la rapide( angular m0nima de la rueda para este experimento.
5. )os dos espe#os que se ilustran en la "igura P89.9 "orman un *ngulo recto. El ra$o de lu( del plano vertical P incide en el espe#o 1 como se muestra. a% =etermine la distancia que el ra$o re"le#ado recorre antes de incidir en el espe#o . b% ¿En que dirección se mueve el ra$o de lu( después de ser re"le#ado desde el espe#o ?
7. )a distancia de una lámpara desde un espe#o plano grande es el doble de la distancia de una persona al espe#o plano. )a lu( de la lámpara llega a esta persona por dos tra$ectorias. 5e mueve al espe#o a un *ngulo de incidencia u $ se re"le#a del espe#o a la persona. >ambién se mueve directamente a ella sin re"le#arse en el espe#o. )a distancia total recorrida por la lu( en el primer caso es el doble de la distancia recorrida por la lu( en el segundo. Encuentre el valor del *ngulo u.
9. ,n angosto ra$o de lu( amarilla de sodio con longitud de onda de 9AD no en el vac0o incide desde el aire sobre una super"icie uni"orme de agua a un *ngulo de incidencia de 89.B. =etermine el *ngulo de re"racción $ la longitud de onda de la lu( en el agua.
11. ,n buceador con equipo autónomo ve el 5ol a un *ngulo aparente de :9.B sobre el hori(onte. ¿!uál es el verdadero *ngulo de elevación del 5ol sobre el hori(onte?
13. ,n ra$o de lu( incide sobre la super"icie plana de un bloque de vidrio sin plomo que está rodeado de agua. El *ngulo de re"racción es de 1D.F. Encuentre el *ngulo de re"lexión.
15. Encuentre la rapide( de la lu( en a% vidrio con plomo b% agua $ c% circonio cubico.
17. ,n ra$o de lu( incide sobre un bloque plano de vidrio C n G1.9B% de .BB cm de grueso en un *ngulo de 8B.B con la normal. >race el ra$o de lu( a través del vidrio $ encuentre los ángulos de incidencia $ re"racción en cada super"icie.
