OPTICACaso 1Resonancia, el electrón absorbe una onda electromagnética y luego emite uno igual frecuencia cuando regresa a su órbita original. La óptica es la parte de la física que estudia todas las radiaciones emitidas por fuentes luminosas. En este capitulo vamos a estudiar los fenómenos relacionados con la luz, su generación, propagación y los fenómenos que se presentan cuanto la luz interacciona con la materia. Parte del estudio de la óptica son los instrumentos ópticos como la lupa, el microscopio, el telescopio. Estos aparatos ayudan al ojo a la observación de los objetos. Dan del objeto una imagen que puede ser observada con mayor detalle. Los instrumentos ópticos utilizan sistemas de lentes y espejos, que serán parte de nuestro estudio en este capitulo. Fotos La luz La luz es energía que se propaga en el vacío y en cualquier medio traslucido, como el agua o el aire. La luz transfiere energía de la fuente a los objetos y de estos hacia nuestros ojos. La naturaleza de esta transferencia es ondulatoria o corpuscular, por eso muchas veces se dice que la luz tiene una naturaleza dual. Rayos luminosos Caso 2. Fluorescencia, el electrón absorbe una onda electromagnética y luego emite ondas de menor frecuencia, cuando regresa a su órbita original pero pasando por órbitas intermedias. Caso 3. La fosforescencia, el electrón absorbe una onda electromagnética y luego emite ondas, después de haber desaparecido la luz incidente. Propagación de la Luz. Una luz que incide sobre un cuerpo es parcialmente o absolutamente absorbido, según esto un cuerpo es transparente u opaco. Pero todos los cuerpos reflejan parte de la luz que incide. Si todas las La luz puede ser representada por rectas que apuntan en la dirección en la dirección de propagación del flujo de energía. La representación de la luz en forma de rayos es adecuada y conveniente para explicar ciertos fenómenos ópticos como la reflexión y refracción de la luz. Fenómenos luminosos Reflexión de la luz frecuencias son igualmente reflejadas diremos que el cuerpo es blanco, Si toda la luz es parcial o totalmente absorbida se dice que el cuerpo es gris o negro, Cuando algunas frecuencias se reflejan mejor que otras, tendremos la sensación de color. Fuentes luminosas El átomo esta formado de un núcleo y de electrones que giran en diferentes órbitas. Si se comunica energía uno o mas electrones pueden subir de órbitas y se dice que el átomo esta excitado. Pero muy pronto el electrón regresa a su órbita original restituyendo la energía en forma de luz; así la luz proviene del regreso de un electrón a su órbita original. Este hecho es general para cualquier fuente de luz que sea el sol, el fuego, un foco, un fluorescente, etc. Pero ¿Cómo puede excitarse un átomo? (a) Por medio de calor, el principio de las lamparas o focos. (b) Por medio de otras radiaciones (o de partículas) Ejemplo. Receptores de Luz El Ojo La luz que proviene de un objeto , incide sobre el ojo y por medio del cristalino forma una imagen 5⋅ 10-14Hz Cuando un haz de luz incide sobre una superficie de dos medios transparentes. ¿Cuál es su ángulo de refracción? a) 37° c) 53° b) 74° d) 16° . señal que es llevada hasta el nervio óptico y al cerebro. metálicos. Este efecto fotoquímico de la luz sobre sales de plata es la basa de la fotografía.5⋅ 10-14Hz e) 7.5⋅ 10-14Hz d) 4. la luz es capaz de mover electrones y producir electricidad. La teoría de Maxwell sobre la propagación de estas ondas electromagnéticas es que se comportaban exactamente como la luz. La luz es una radiación electromagnética parte de un espectro más grande que no es percibido por nuestra vista La luz se produce cuando: a) b) c) d) e) Un electrón se aleja del núcleo. • La luz como corpúsculo La luz como un corpúsculo.5⋅ 10-14Hz 3. este es el llamado efecto fotoeléctrico. La Celda Solar La luz incide sobre ciertas superficies puede provocar la emisión de electrones y producir una corriente eléctrica. tiene una frecuencia de 100 MHz. conocido como efecto fotoeléctrico. se refractan en dieléctricos como cristales presentaba fenomenso muy similares a que tenia y . ¿Cuál es la velocidad de la luz en el agua (n=4/3)? La Fotografía. Una luz violeta tiene una longitud de onda de 4000 Å ¿Cuál es su frecuencia? a) 1. La emisora de radio Estéreo 100. la francés en donde la sensación visual se realiza. La luz puede provocar reacciones químicas. por ejemplo cuando pasa del aire al agua. sobre la retina. Un rayo de Luz en el aire incide con 74° sobre diamante (n=2. Un rayo de luz en el aire incide con 53° sobre una superficie de agua (n= 4/3). gracias a la células de la retina. Las ondas electromagnéticas se reflejan sobre espejos 5. la luz se propaga en vacío y en cualquier otro medio traslucido.luminosa del objeto. Reflexión de la luz La luz es capaz de reflejarse cuanto incide sobre los objetos. Cada punto de esta imagen se transforma en una señal eléctrica. la luz se refracta cando pasa de un medio a otro. El átomo se ioniza El átomo se excita Un electrón sube una órbita Un electrón baja una órbita. EsAntes de repasar la naturaleza dual de la luz. el ojo es sensible solo a radiaciones de 4000 Å hasta 7500 Å. ¿Cuál es la longitud de la onda dicha señal? a) 1m c) 3m e) 5m b) 2m d) 4m b) 3.5⋅ 10-14Hz c) 6. proporcional a la intensidad de luz. Maxwell llamo a esa perturbación ondas electromagnéticas. Reflexión y Refracción de la luz a) 200 000km/s c) 250 000 km/s e) 400 000km/s b) 225 000km/s d) 300 000km/s 2. una parte se refleja y la otra parte penetra en el segundo medio refractándose. reconozcamos algunos fenómenos luminosos que se dan en nuestro entorno. 4. Cada punto de la imagen es proporcional a la intensidad de luz.4). 1. ¿Con que ángulo se refracta la luz? a) 23° c) 24° e) 26° b) 22° d) 25° • La luz como una onda electromagnética Entre los años 1865 y 1873 el físico escocés James Clerk Maxwell observo que las oscilaciones de la corriente eléctrica generaban campos magnéticos y eléctricos que fluctuaban y se propagaban en el espacio. b) 1m d) 7m L +1 D L cot α D 13. Se coloca un espejo plano en forma de disco de 10cm de diámetro sobre una mesa.001rad b) 0. Un rayo luminosos AO. Una persona en la orilla de un lago desea pescar un pez quieto usando un rifle. situada a 1m de distancia. ¿Cuántas imágenes observa una persona cuando se mira a dos espejos que forman 90° entre si? a) 1 b) 2 c)3 d) 4 e)5 15. como muestra la figura. a) 15° b) 37° c) 53° d) 45° e) 74° 14. se encuentra una fuente luminosa puntual. a) directamente al pez b) debajo del pez c) a la izquierda del pez d) arriba del pez e) a la derecha del pez 8. ¿Cuántas reflexiones sufre el haz dentro del tubo? 6. a) 1m b) 2m c) 3m d) 4m e) 5m ¿cuál debe ser el tamaño mínimo de un espejo para que una persona de 1.8m de la mesa. Se coloca un objeto de 1cm de altura en el centro de curvatura de un espejo cóncavo de radio r. para lograrlo deberá apuntar (el agua no afecta la trayectoria de la bala). A 20cm arriba del espejo y sobre su eje.004rad e) 0. convexo de 8m de radio de curvatura. el rayo reflejado gira e ilumina la graduación A’ de tal manera que AA´? = 6mm ¿Cuánto vale el ángulo θ en radianes? a) 0. ¿A qué distancia del diente debe acercarse el espejo? a) 1cm d) 4cm b) 2cm e) 5cm c) 3cm 12.9m e) Depende donde se ubique la persona 10. si el espejo gira un ángulo θ muy pequeño.003rad d) 0. calcula el ángulo que forma el rayo incidente con el rayo reflejado?.8m c) 0. regresa sobre una escala graduada. e) En el infinito 16.3m b) 1. Un rayo de luz incide sobre un espejo cilíndrico de radio 25cm. Si Ud.8m se pueda ver por completo? a) 0. Un odontólogo mira la imagen virtual de un diente de 4mm a 10cm del espejo cóncavo de radio de curvatura de 5cm. la imagen de un camión. Para medir ángulos pequeños se usa el método de Poggendorff. ¿Cuál es el ángulo de reflexión total de un rayo de luz que proviene de un bloque de vidrio agua hacia el aire? (n = 5/3 a) 37° c) 45° e) 53° b) 16° d) 74° d) a) 2 L cot α +1 D e) 2 L tan α L + 1 c) D D b) 7. Consiste en un pequeño espejo M fijado sobre un eje O.5m ¿a que distancia se encuentra el camión del automovilista y cuál es su altura? . b) En el foco del espejo c) En el centro de curvatura del espejo d) A una distancia 2r del vértice.e) 15° ángulo -α con el mismo eje. Calcular el diámetro de la mancha luminosa que se observa en el techo situado a 1. se encuentra a 2m de un espejo plano ¿A que distancia observa su imagen? a) 3m c) 4m e) 5m 9. como muestra la figura. Un automovilista ve en su espejo retrovisor.005rad 11. la imagen está situada: a) En el vértice del espejo. perpendicular al espejo. El haz al entrar forma un ángulo α con el eje como se indica en la figura y sale formando un 17. La imagen esta situada a 3m del espejo y su altura es de 0. Un haz de luz muy delgado entra en un tubo cilíndrico de paredes reflectoras de diámetro D y longitud L.002rad c) 0.6m d) 0. 5m b) 6m y 1m c) 12m y 2m d) 24cm y 4m e) 48cm y 8m 18.5m del espejo. ¿Dónde estará colocado el objeto y cuál es su tamaño? a) 0.a) 3m y 0. Un adorno para árbol de navidad tiene un diámetro de 4cm.6m y 2cm c) 0.4m y 1cm d) 1. ¿Cuál es el radio del espejo si la distancia de la imagen al objeto es 30cm? a) 15cm b) 16cm c) 13cm d) 14cm e) 15cm 21. Un espejo cóncavo de radio 0.4m y 2cm e) 1.5m y 2cm 23.3m y 4cm b) 0.5m produce una imagen de 20cm sobre una pantalla situada a 1.5m de un espejo cóncavo de radio 0.4m e) 0.5m 19. Un estudiante prende un fósforo a 1. a) 9mm d) 6mm b) 8mm e) 3mm c) 7mm . Localizase la imagen de un objeto de 6cm colocado a 9cm de la superficie reflectora del adorno.3m d) 0.5m ¿En donde debe situar otro fósforo si quiere encenderlo con la imagen del fósforo encendido? a) 0.1m b) 0. ¿Cuál es el diámetro del Sol si se refleja en un espejo cóncavo de 5cm de radio de curvatura? a) 1cm b) 2cm c) 3cm d) 4cm e) 5cm 20. Un espejo cóncavo produce una imagen real e invertida cuatro veces mayor que el objeto.2m c) 0.