Optica II

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01. Un dioptrio esférico cóncavo de 20 cm de radio tiene un índice de refracción 1,6 y está rodeado de aire. Un objeto de 3 cm de altura se coloca a una distancia de 20 cm del vértice del dioptrio. Calcular la posición, naturaleza y tamaño de la imagen. Calcular el aumento del dioptrio. ¿Cómo variarían estos valores si el dioptrio fuera convexo?

02. Un dioptrio esférico convexo de 40 cm de radio separa dos medios, de índices de refracción n1 = 1,5 y n2 = 1,75. Si se coloca un objeto delante del dioptrio y a 80 cm de distancia de él, ¿a qué distancia del vértice se forma la imagen?

03. Un pez está nadando en un estanque a una profundidad de 1m. Calcular la profundidad aparente a la que se ve si el índice de refracción del agua 1,33.

04. Un buceador enciende un láser debajo del agua (índice de refracción 1,33), dirigiéndolo hacia arriba formando un ángulo de 60º con la superficie.

a) ¿Con qué ángulo emergerá la luz del agua? ¿Cuál es el ángulo de incidencia a partir del cual no saldrá la luz del agua?

b) Si la profundidad del buceador es de 4 m, ¿cuál es su profundidad aparente para un pájaro alcanzado por el rayo emergente?

05. Colocamos un objeto de 2,0 cm de altura a 15 cm de una lente de 5 dioptrías.

a) Dibujar un esquema con la posición del objeto la lente y la imagen.

b) Calcular la posición de la imagen

c) ¿Cuál es el aumento? ¿Qué tipo de imagen se forma?

06. Utilizando una lente delgada de 10 cm de distancia focal se quiere obtener una imagen de tamaño doble que el objeto. Calcula la posición del objeto si la imagen ha de ser:

a) Real e invertida.

b) Virtual y derecha.

c) Comprueba gráficamente tus resultados, en ambos casos, mediante trazado de rayos.

07. Una lente delgada convergente forma una imagen real, invertida y de doble altura que el objeto. Sabiendo que la imagen se forma a 30 cm de la lente, calcular:

a) La distancia focal de la lente.

b) La posición y naturaleza de la imagen formada a partir de un objeto situado 5 cm por delante. Realizar la construcción gráfica.

08. Un objeto de 1 cm está 15 cm por delante de una lente de +10 cm de distancia focal.

a) Determinar la posición, tamaño y naturaleza de la imagen formada, efectuando su construcción geométrica.

b) ¿A qué distancia de la lente anterior hay que colocar una segunda lente convergente de 20 cm de distancia focal para que la imagen final se forme en el infinito?

09. Una lente convergente forma una imagen real, invertida y 4 veces mayor. Si se acerca el objeto 3 cm hacia la lente, la imagen que se obtiene es virtual, derecha y con el mismo aumento en valor absoluto. Calcular:

a) La distancia focal imagen y la potencia de la lente.

b) Las distancias del objeto a la lente en los dos casos citados.

c) Las respectivas distancias imagen.

d) Las construcciones geométricas correspondientes.

10. Un objeto está situado a 6 m de una pantalla. Una lente de distancia focal f forma sobre la pantalla una imagen real, invertida y cuatro veces mayor que el objeto. Calcular la potencia y la posición de la lente. A continuación se desplaza la lente hasta que se vuelve a formar una imagen nítida sobre la pantalla pero de tamaño diferente al anterior. Calcular la posición de la lente y el valor del aumento.

11. Una lente convergente simétrica, fabricada con vidrio de n=1,5 tiene una distancia focal de 50 cm. Delante de esa lente colocamos un objeto de 5 cm de altura. Calcular:

a) La distancia pantalla-lente para que la imagen mida 40 cm

b) La potencia de la lente.

c) El radio de la lente.

12. Un sistema óptico está formado por dos lentes convergentes de distancia focal 10 cm separadas por una distancia de 40 cm. Un objeto de 1 cm se coloca 15 cm delante de la primera lente. Calcular la posición, tamaño y naturaleza de la imagen formada por la primera lente y el aumento del sistema.

13. Tenemos una lente planoconvexa de 12,5 cm de radio. Cuando se coloca un objeto a 50 cm de la lente se obtiene una imagen del mismo tamaño. Calcular la potencia de la lente y su índice de refracción.

14. Una lente convergente tiene una distancia focal de 10 cm. Calcular para dos objetos situados delante de la lente, a 20 cm y a 5 cm respectivamente:

a) La posición de la imagen,

b) El aumento lateral.

c) La naturaleza de la imagen.

15. Delante de un espejo cóncavo de 50 cm de distancia focal, y a 25 cm de él, se encuentra un objeto de 1 cm de altura dispuesto perpendicularmente al eje de espejo. Hacer la construcción gráfica y calcular la posición y el tamaño de la imagen.

16. Un objeto luminoso se encuentra delante de un espejo cóncavo. Construir geométricamente la imagen indicando su naturaleza si el objeto se encuentra en:

a) La mitad de la distancia focal del espejo

b) El triple de la distancia focal del espejo.

17. Utilizando un espejo cóncavo se quiere proyectar la imagen de un objeto de 1 cm sobre una pantalla plana, situada a 2m del objeto, de modo que la imagen sea invertida y de 3 cm de altura. Calcular:

a) Las distancias del objeto y de la imagen al espejo, efectuando su construcción geométrica.

b) El radio del espejo y la distancia focal.

18. Un objeto de 12 cm se coloca a 60 cm de un espejo cóncavo de 24 cm de distancia focal. Calcular la posición, el tamaño y la naturaleza de la imagen analítica y gráficamente.

19. El retrovisor de un coche es un espejo esférico en el que se forma una imagen virtual de un vehículo que se acerca con velocidad constante. El tamaño de la imagen es la décima parte del tamaño real del vehículo cuando éste se encuentra a 8 m del espejo. Calcular:

a) El radio de curvatura del espejo.

b) La distancia a la que se forma la imagen.

c) Un segundo más tarde la imagen se ha duplicado. ¿A qué distancia del espejo se encuentra ahora el vehículo?.

d) La velocidad relativa del vehículo.

20. Tenemos un espejo cóncavo de radio R. Un objeto de altura R/3 está colocado a 2R del vértice del espejo. Calcular el aumento, la localización y el tipo de imagen formada.

2013 Optica 2

 

 

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