FÍSICA 2 Hoja 46 ÓPTICA. LA LUZ (SELECTIVIDAD)

CUESTIONES TEÓRICAS: Razona las respuestas a las siguientes cuestiones. 1. La luz incidente, la reflejada y la refractada en la superficie de separación de dos

medios de distinto índice de refracción tienen: a) igual frecuencia, longitud de onda y velocidad b) distinta frecuencia, longitud de onda y velocidad c) igual frecuencia y distintas longitudes de onda y velocidad. (Junio – 2019)

2. Para aumentar la potencia de una lente biconvexa simétrica situada en el aire deberíamos: a) aumentar los radios de curvatura y disminuir el índice de refracción del material de la lente b) disminuir los radios de curvatura y aumentar el índice de refracción del material de la lente c) aumentar los radios de curvatura sin variar el índice de refracción del material de la lente. (Junio – 2019)

3. La distancia focal de un sistema formado por una lente convergente de 2 dioptrías y otra divergente de 4,5 dioptrías es: a) 2,5 m; b) -0,65 m; c) -0,4 m (Julio – 2019)

4. Una superficie plana separa dos medios de índices de refracción distintos n1 y n2. Un rayo de luz incide desde el medio de índice n1. Razona cuál de las afirmaciones siguientes es verdadera: a) el ángulo de incidencia es mayor que el ángulo de reflexión; b) los ángulos de incidencia y de refracción son siempre iguales c) si n1<n2 no se produce reflexión total. (Julio – 2019)

5. Se hace incidir desde el aire (índice de refracción n=1) un haz de luz láser sobre la superficie de una lámina de vidrio de 2 cm de espesor, cuyo índice de refracción es n=1,5, con un ángulo de incidencia de 60º. El ángulo de refracción después de atravesar la lámina es: a) 35º; b) 90º; c) 60º. Haz un breve esquema de la marcha de los rayos. (Junio – 2017)

6. Cuando la luz pasa de un medio a otro de distinto índice de refracción, el ángulo de refracción es: a) siempre mayor que el de incidencia; b) siempre menor que el de incidencia; c) depende de los valores de los índices de refracción. Justifica la respuesta haciendo un esquema de la marcha de los rayos. (Sept. – 2017)

7. Queremos ver una imagen de nuestra cara para afeitarnos o maquillarnos. La imagen debe ser virtual, derecha y ampliada 1,5 veces. Si colocamos la cara a 25 cm del espejo, ¿qué tipo de espejo debemos emplear?: a)convexo, b)cóncavo c)plano.(J–16)

8. Un rayo de luz se propaga en un medio acuoso (índice de refracción n=1,33) e incide en la superficie de separación con el aire (n=1). El ángulo límite es : a) 36,9º; b) 41,2º; c) 48,8º. (Junio – 2015)

9. En una onda de luz: a) los campos eléctrico E y magnético B vibran en planos paralelos b) los campos E y B vibran en planos perpendiculares entre sí c) la dirección de propagación es la de vibración del campo eléctrico. (Dibuja la onda de luz) (Junio – 2014)

10. Si la luz se encuentra con un obstáculo de tamaño comparable a su longitud de onda experimenta: a) polarización b) difracción c) reflexión (Dibuja la marcha de los rayos) (Junio – 2014)

11. Si se desea obtener una imagen virtual, derecha y menor que el objeto, se usa: a) un espejo convexo; b) una lente convergente; c) un espejo cóncavo. (Junio – 2013)

12. Un espejo cóncavo tiene 80 cm de radio de curvatura. La distancia del objeto al espejo para que su imagen sea derecha y cuatro veces mayor es: a) 50 cm; b) 30 cm; c) 60 cm. (Sept. – 2013)

13. Si un espejo forma una imagen real, invertida y de mayor tamaño que el objeto, se trata de un espejo: a) cóncavo y el objeto está situado entre el foco y el centro de curvatura; b) cóncavo y el objeto está situado entre el foco y el espejo; c) convexo con el objeto en cualquier posición. (Junio – 2012)

FÍSICA 2 Hoja 47 ÓPTICA. LA LUZ (SELECTIVIDAD)

CUESTIONES TEÓRICAS: Razona las respuestas a las siguientes cuestiones. 14. Una onda de luz es polarizada por un polarizador A y atraviesa un segundo

polarizador B colocado después de A. ¿Cuál de las siguientes afirmaciones es correcta con respecto a la luz después de B?: a) no hay luz si A y B son paralelos entre sí; b) no hay luz si A y B son perpendiculares entre sí; c) hay luz independientemente de la orientación relativa de A y B. (Junio – 2011)

15. Para obtener una imagen en la misma posición en que está colocado el objeto, ¿qué tipo de espejo y en qué lugar ha de colocarse el objeto?: a) cóncavo y objeto situado en el centro de curvatura; b) convexo y objeto situado en el centro de curvatura; c) cóncavo y objeto situado en el foco. (Sept. – 2011)

16. La luz visible abarca un rango de frecuencias que van desde (aproximadamente) 4,3.1014 Hz (rojo) hasta 7,5.1014 Hz (ultravioleta). ¿Cuál de las siguientes afirmaciones es correcta? a) la luz roja tiene menor longitud de onda que la ultravioleta b)la ultravioleta es la más energética del espectro visible c) ambas aumentan la longitud de onda en un medio con mayor índice de refracción que el aire. (Junio – 2010)

17. Si con un instrumento óptico se forma una imagen virtual, derecha y de mayor tamaño que el objeto, se trata de: a) una lente divergente b) un espejo convexo c) una lente convergente. (Junio – 2010)

18. Cuando un rayo de luz monocromático pasa desde el aire al agua (nagua=4/3), hay un cambio: a) en la frecuencia b) en la longitud de onda c) en la energía (Sept. – 2010)

19. En el fondo de una piscina hay un foco de luz. Observando la superficie del agua se vería luz: a) en toda la piscina b) sólo en el punto encima del foco c) en un círculo de radio R alrededor del punto encima del foco. (Sept. – 2010)

20. Una onda luminosa: a) no se puede polarizar b) su velocidad de propagación es inversamente proporcional al índice de refracción del medio c) puede no ser electromagnética. (Junio – 2009)

21. Para obtener una imagen virtual, derecha y de mayor tamaño que el objeto se usa: a) una lente divergente b) una lente convergente c) un espejo convexo (Jun – 2009)

22. Si con un espejo se quiere obtener una imagen mayor que el objeto, habrá que emplear un espejo: a) plano; b) cóncavo; c) convexo. (Sept. – 2008)

23. Un rayo de luz incide desde el aire (n=1) sobre una lámina de vidrio de índice de refracción n=1,5. El ángulo límite para la reflexión total de este rayo es: a) 41,8º b) 90º c) no existe. (Sept. – 2008)

24. Si se desea formar una imagen virtual, derecha y de menor tamaño que el objeto, se debe utilizar: a) un espejo cóncavo b) una lente convergente c)una lente divergente (Junio – 2007)

25. Una onda electromagnética que se encuentra con un obstáculo de tamaño semejante a su longitud de onda: a) forma en una pantalla, colocada detrás del obstáculo, zonas claras y oscuras b) se polariza y su campo eléctrico oscila siempre en el mismo plano c) se refleja en el obstáculo (Junio -2007)

26. Cuando un rayo de luz incide en un medio de menor índice de refracción, el rayo refractado: a) varía su frecuencia b) se acerca a la normal c) puede no existir rayo refractado (Sept. -2007)

27. Si un haz de luz láser incide sobre un objeto de pequeño tamaño (del orden de su longitud de onda) a) detrás del objeto hay siempre oscuridad b) hay zonas de luz detrás del objeto c) se refleja hacia el medio de incidencia (Sept. -2007)

FÍSICA 2 Hoja 48 ÓPTICA. LA LUZ (SELECTIVIDAD)

CUESTIONES TEÓRICAS: Razona las respuestas a las siguientes cuestiones

28. En las lentes divergentes la imagen siempre es: a) derecha, menor y virtual b) derecha, mayor y real c) derecha, menor y real (Junio – 2006)

29. En la polarización lineal de la luz: a)se modifica la frecuencia de la onda; b)el campo eléctrico oscila siempre en un mismo plano c)no se transporta energía (S-06)

30. La imagen formada en los espejos es : a) real si el espejo es convexo b) virtual si el espejo es cóncavo y la distancia objeto es menor que la focal c) real si el espejo es plano (Sept. – 2006)

31. Si el índice de refracción del diamante es 2,52 y el del vidrio 1,27: a) la luz se propaga con mayor velocidad en el diamante b) el ángulo límite entre el diamante y el aire es menor que entre el vidrio y el aire, c) cuando la luz pasa de diamante a vidrio el ángulo de incidencia es mayor que el ángulo de refracción. (Junio – 2005)

32. Cuando la luz incide en la superficie de separación de dos medios con un ángulo igual al ángulo límite eso significa que: a) el ángulo de incidencia y el de refracción son complementarios b) no se observa rayo refractado c) el ángulo de incidencia es mayor que el de refracción. (Sept. – 2005)

33. Tres colores de la luz visible, el azul, el amarillo y el rojo, coinciden en que: a) tienen la misma energía; b) tienen la misma longitud de onda; c) se propagan en el vacío con la misma velocidad. (Junio – 2004)

34. El ángulo límite en la refracción agua/aire es de 48,61º. Si se tiene otro medio en el que la velocidad de la luz sea: vmedio = 0,878 vagua , el nuevo ángulo límite (medio/aire) será: a)mayor; b)menor; c)no se modifica. (Junio – 2004)

35. La luz generada por el Sol: a) está formada por ondas electromagnéticas de diferente longitud de onda; b) son ondas que se propagan en el vacío a diferentes velocidades; c) son fotones de la misma energía. (Sept. – 2004)

36. Dos espejos planos están colocados perpendicularmente entre sí. Un rayo de luz que se desplaza en un tercer plano perpendicular a ambos, se refleja sucesivamente en los dos espejos. El rayo reflejado en el segundo espejo, con respecto al rayo original: a)es perpendicular; b)es paralelo c)depende del ángulo de incidencia.(S-04)

37. En las lentes divergentes la imagen siempre es: a) derecha, mayor y real; b) derecha, menor y virtual; c) derecha, menor y real. (Junio-2003)

38. Cuando se observa el lecho de un río en dirección casi perpendicular, la profundidad real con relación a la aparente es: a) mayor; b) menor; c)la misma. (Dato: nagua > naire ) (Sept.-2003)

39. En un espejo esférico convexo la imagen que se forma de un objeto es: a) real, invertida y de mayor tamaño que el objeto; b) virtual, derecha y de menor tamaño que el objeto; c) virtual, derecha y de mayor tamaño que el objeto. (Sept. – 2002)

40. Un rayo luminoso que viaja por un medio cuyo índice de refracción es n1, incide con cierto ángulo sobre la superficie de separación de un segundo medio de índice n2 (n1>n2). Respecto del ángulo de incidencia, el de refracción será: a) igual; b) mayor; c)menor. (Sept. –2002)

41. Un rayo luminoso que viaja por un medio cuyo índice de refracción es n, incide con cierto ángulo sobre la superficie de separación de un segundo medio de índice n’ (n’>n). Respecto al ángulo de incidencia, el de refracción será: a) igual, b) mayor, c)menor. (Junio – 97)

42. 2) En una lente convergente, los rayos que parten del foco objeto: a) convergen en el foco imagen; b) emergen paralelos; c) no se desvían. (Sept. – 97)

FÍSICA 2 Hoja 49 ÓPTICA. LA LUZ (SELECTIVIDAD)

1) Un haz de luz de frecuencia 4,30.1014 Hz incide desde un medio 1 de índice de refracción n1= 1,50 sobre otro medio 2 de índice de refracción n2= 1,30. El ángulo de incidencia es de 50º. Determina: a) la longitud de onda del haz en el medio 1; b)el ángulo de refracción c) ¿A partir de qué ángulo de incidencia se produce la reflexión total del haz incidente? Dato: c=3.108m.s-1 (sol: a)4,65.10-7m; b) 62º c)60º) (Junio – 2019)

2) Un espejo tiene +1,5 de aumento lateral cuando la cara de una persona está a 20 cm de ese espejo. a) Razona si ese espejo es plano, cóncavo o convexo; b) dibuja el diagrama de rayos; c) calcula la distancia focal del espejo. (Sol: c)-60cm) (Sept.– 2018)

3) Una lente divergente de distancia focal 10 cm forma una imagen de 2 cm de altura. Si el tamaño del objeto es 10 cm: a) calcula la distancia a la que se encuentra el objeto de la lente; b) dibuja la marcha de los rayos; c) La miopía es un defecto visual. Explica cómo se puede corregir. (Sept. – 2016)

4) Un espejo cóncavo tiene 50 cm de radio. Un objeto de 5 cm se coloca a 20 cm del espejo: a) dibuja la marcha de los rayos b) calcula la posición, tamaño y naturaleza de la imagen c) dibuja una situación en la que no se forma imagen del objeto. (Sol: b) s´=1m; y´=0,25m) (Junio – 2014)

5) Un rayo de luz de frecuencia 5.1014Hz incide, con un ángulo de incidencia de 30º, sobre una lámina de vidrio de caras plano-paralelas de espesor 10 cm. Sabiendo que el índice de refracción del vidrio es 1,50 y el del aire 1,00: a) Enuncia las leyes de la refracción y dibuja la marcha de los rayos en el aire y en el interior de la lámina de vidrio b) Calcula la longitud de onda de la luz en el aire y en el vidrio y la longitud recorrida por el rayo en el interior de la lámina c) Calcula el ángulo que forma el rayo de luz con la normal cuando emerge de nuevo al aire. Dato: c=3,00.108 ms-1 (Sol: b) 6.10-7m; 4.10-7m; 0,11m; c) 30º) (Sept. – 2014)

6) Un rayo de luz pasa del agua (índice de refracción n = 4/3) al aire (n = 1). Calcula: a) el ángulo de incidencia si los rayos reflejado y refractado son perpendiculares entre sí; b) el ángulo límite; c) ¿hay ángulo límite si la luz incide del aire al agua? (Sol: a)36,9º; b) 48,6º) (Junio – 2013)

7) Un objeto de 3 cm se sitúa a 20 cm de una lente cuya distancia focal es 10 cm: a) dibuja la marcha de los rayos si la lente es convergente; b) dibuja la marcha de los rayos si la lente es divergente; c) en ambos casos, calcula la posición y el tamaño de la imagen.(Sol: c)Conv: s’=+20cm; y’=-3cm; Div: s’=-6,7cm; y’=+1cm) (Junio – 2012)

8) Una lente convergente proyecta sobe una pantalla la imagen de un objeto. El aumento es de 10 y la distancia del objeto a la pantalla es de 2,7 m. a) Determina las posiciones de la imagen y del objeto. b) Dibuja la marcha de los rayos. c) Calcula la potencia de la lente.(Sol: a)s=-0,25m; s´=+2,45m; c)4,4 dioptrías) (Sept. – 2012)

9) Se quiere formar una imagen real y de doble tamaño de un objeto de 1,5 cm de altura. Determina: a) la posición del objeto si se usa un espejo cóncavo de R= 15cm; b)la posición del objeto si se usa una lente convergente con la misma focal que el espejo c) dibuja la marcha de los rayos para los dos apartados anteriores.(Sol: a) s=-11,25 cm; b) s= -11,25cm) (Junio – 2011)

10) Sobre un prisma equilátero de ángulo 60º (ver figura), incide un rayo luminoso monocromático que forma un ángulo de 50º con la normal de la cara AB. Sabiendo que en el interior del prisma el rayo es paralelo a la base AC: a) calcula el índice de refracción del prisma; b) determina el ángulo de desviación del rayo al salir del prisma, dibujando la trayectoria que sigue el rayo; c) explica si la frecuencia y la longitud de onda correspondientes al rayo luminoso son distintas o no, dentro y fuera del prisma. (Sol: a)n=1,5 b)50º ) (Sept. – 2011)

FÍSICA 2 Hoja 50 ÓPTICA. LA LUZ (SELECTIVIDAD)

11) Un objeto de 1,5 cm de altura está situado a 15 cm de un espejo esférico convexo de radio 20 cm. Determina la posición, tamaño y naturaleza de la imagen: a) gráficamente b) analíticamente c) ¿Pueden obtenerse imágenes reales con un espejo convexo? (Sol: b)6 cm; 0,6 cm) (Junio – 2009)

12) Un objeto de 1,5 cm de altura está situado a 15 cm de una lente divergente que tiene una focal de 10 cm. Determina la posición, tamaño y naturaleza de la imagen: a) gráficamente b) analíticamente c) ¿Pueden obtenerse imágenes reales con una lente divergente? (Sol: b) -6 cm; 0,6 cm) (Junio – 2009)

13) Un objeto de 3 cm está situado a 8 cm de un espejo esférico cóncavo y produce una imagen a 10 cm a la derecha del espejo: a) calcula la distancia focal; b) dibuja la marcha de los rayos y obtén el tamaño de la imagen, c) ¿en qué posición del eje hay que colocar el objeto para que no se forme imagen?(Sol: a)-40 cm;b)3,75 cm)(S–08)

14) Un objeto de 3 cm de altura se sitúa a 75 cm de una lente delgada convergente y produce una imagen a 37,5 cm a la derecha de la lente: a) calcula la distancia focal; b) dibuja la marcha de los rayos y obtén el tamaño de la imagen; c) ¿en qué posición del eje hay que colocar el objeto para que no se forme imagen? (Sol: a) -25 cm; b) -1,5 cm) (Sept. – 2008)

15) Dado un espejo esférico de 50 cm de radio y un objeto de 5 cm de altura situado sobre el eje óptico a una distancia de 30 cm del espejo, calcula analítica y gráficamente la posición y tamaño de la imagen: a)si el espejo es cóncavo b) si el espejo es convexo(Sol: a)s’= -150 cm; y’= -25 cm; b)s’=14 cm; y’=2,3 cm)(J –06)

16) Un objeto de 3 cm de altura se coloca a 20 cm de una lente delgada de 15 cm de focal. Calcula analítica y gráficamente la posición y tamaño de la imagen: a) si la lente es convergente b) si la lente es divergente. (Sol: a) s’=+60 cm; y’= -9 cm; b)s’=-8,57 cm; y’=+1,29 cm) (Sept.- 2006)

17) Un espejo esférico cóncavo tiene un radio de curvatura de 0,5 m. Determina analítica y gráficamente la posición y aumento de la imagen de un objeto de 5 cm de altura situado en dos posiciones diferentes: a) a 1 m del espejo b) a 0,30 m del espejo. (Sol: a)-0,33 m; -1,67 cm b)-1,50 m; -25 cm) (Sept. – 2005)

18) Un objeto de 5 cm de altura está situado a una distancia x del vértice de un espejo esférico cóncavo de 1 m de radio de curvatura. Calcula la posición y tamaño de la imagen: a) si x = 75 cm; b) si x = 25 cm (en los dos casos, dibuja la marcha de los rayos) (Sol: a) –1,5 m; -0,1 m; b) 0,5 m; 0,1 m) (Sept. – 2004)

19) Un objeto de 3 cm de altura se sitúa a 75 cm y verticalmente sobre el eje de una lente delgada convergente de 25 cm de distancia focal. Calcula: a) la posición de la imagen; b) el tamaño de la imagen. (Haz un dibujo del problema) (Sol: a)37,5 cm; b)-1,5 cm) (Junio – 2003)

20) El ángulo límite vidrio-agua es de 60º (na = 1,33). Un rayo de luz que se propaga en el vidrio incide sobre la superficie de separación con un ángulo de 45º refractándose dentro del agua. Calcula: a) el índice de refracción del vidrio; b) el ángulo de refracción en el agua. (Sol: a) 1,54; b) 55º) (Sept.-2003)

21) Un espejo esférico forma una imagen virtual, derecha y de tamaño doble que el objeto cuando éste está situado verticalmente sobre el eje óptico y a 10 cm del espejo. Calcula: a) la posición de la imagen; b) el radio de curvatura del espejo. (Dibuja la marcha de los rayos) (Junio – 2002)

22) Un rayo luminoso incide desde el agua sobre la superficie de separación con el aire. Calcula: a) el ángulo de refracción si el de incidencia es de 25º; b) el ángulo límite. (Datos: nagua = 1,33; naire = 1) (Sol: a) 34,3º; b) 48,59º) (Castilla La Mancha – 2000)

FÍSICA 2 Hoja 51 ÓPTICA. LA LUZ

23) a) Un rayo de luz incide oblicuamente sobre un vidrio plano de índice de refracción 1,52 produciéndose un rayo reflejado y otro refractado. Si el ángulo de incidencia es de 20º, determina el ángulo a que forman entre sí los rayos reflejado y refractado; b) si el ángulo de incidencia es un poco mayor de 20º, ¿crecerá o decrecerá el ángulo α? (Sol: a) 147º ; b)decrecerá) (Oviedo – 2000)

24) Un rayo luminoso incide en la superficie de un bloque de vidrio con un ángulo de incidencia de 50º. Calcular las direcciones de los ángulos: a) reflejado b) refractado. (Dato: El índice de refracción del vidrio es 1,50) (Sol: a) 50º; b) 30,7º)

25) a)¿Cuál es la potencia de un sistema formado por una lente convergente de 2 dioptrías y otra divergente de 4,5 dioptrías? b) ¿Cuál es la distancia focal del sistema? (Sol: a)-2,5 dioptrías; b) –0,4 m)

26) En qué posiciones se podrá colocar una lente convergente de +15 cm de distancia focal imagen, para obtener la imagen de un objeto sobre una pantalla situada a 80 cm de él? (Sol: a 20 cm y a 60 cm del objeto)

27) Un objeto de 6 cm de altura está situado a una distancia de 30 cm de un espejo esférico convexo de 40 cm de radio. Determinar: a) la posición de la imagen; b) el tamaño de la imagen. (Sol: a)0,12 m ; b)0,024 m)

28) Un objeto de 4 cm de altura, está situado 20 cm delante de una lente delgada convergente de distancia focal 12 cm. Determinar: a) la posición de la imagen; b) el tamaño de la imagen. (Sol: a) 0,3 m ; b) –0,06 m)

29) Determina gráfica y analíticamente la posición y el tamaño de la imagen de un objeto de 0,03 m de altura, situado sobre el eje óptico a 0,4 m del centro óptico de un espejo convexo de distancia focal 0,1 m. (Sol:0,08m y 0,006m) (Extrem - 2001)

30) Determina el ángulo a partir del cual se produce reflexión total entre el aire y un medio en el que la luz viaja con una velocidad de 120000 Km/s. (Sol: 23,58º)

31) Un espejo esférico cóncavo tiene un radio de curvatura de 1,5 m. Determinar: a) la posición de la imagen de un objeto situado delante del espejo a una distancia de 1 m; b)la altura de la imagen de un objeto real de 10 cm de altura. (Sol: a)-3m; b)-0,3m)(Murcia – 2001)

CUESTIONES TEÓRICAS: Razona las respuestas a las siguientes cuestiones. 1) Cuando la luz pasa de un medio a otro de distinto índice de refracción, el ángulo de refracción es: a) siempre mayor que el de incidencia; b) siempre menor que el incidencia; c) depende de los índices de refracción. 2) En las lentes divergentes la imagen siempre es: a) Derecha, menor y virtual; b) Derecha, mayor y real; c) Derecha, menor y real. 3) En las lentes convergentes la imagen es: a)Derecha, menor y virtual; b)Derecha, mayor y real; c) Depende de la posición del objeto. 4) Disponemos de un espejo convexo de radio de curvatura 1 m. ¿Cómo es la imagen de un objeto real?: a) Real, invertida y de menor tamaño; b) Virtual, invertida y de mayor tamaño; c) Virtual, derecha y de menor tamaño. 5) Al colocar un objeto a 15 cm de distancia de una lente convergente de 30 cm de distancia focal, la imagen formada es: a) Real, invertida y aumentada; b) Virtual, derecha y aumentada; c) Real, derecha y reducida. 6) La teoría ondulatoria de Huygens sobre la naturaleza de la luz viene confirmada por los fenómenos: a) reflexión y formación de sombras; b) refracción e interferencias; c) efecto fotoeléctrico y efecto Compton. 7) Cuando un rayo de luz pasa del aire al agua, no cambia la: a) velocidad de propagación b) frecuencia c) longitud de onda 8) Para afeitarse una persona necesita ver su imagen derecha y del mayor tamaño posible. ¿Qué clase de espejo debe usar?: a) Plano; b) Cóncavo; c) Convexo