FÍSICA 2ºBACHILLERATO Óptica y campo eléctrico Nombre:______________________________________ grupo:_______ nº:_______
Fecha:11 marzo de 2014
Calificación:
1º.-Un buzo observa un avión que vuela a una altura de 400 m sobre la superficie del agua. Si el índice de refracción del agua es 4/3, justifica si la altura aparente a la persona ve al avión sobre la superficie del agua es mayor, menor o igual a los 400 m. Construye el correspondiente diagrama de rayos que justifique la conclusión. Si se desea observar la imagen ampliada de un objeto, ¿qué tipo de espejo hay que utilizar? Explica con un esquema las características de la imagen formada. 2º.- Un espejo esférico forma una imagen virtual, derecha y de tamaño doble que el del objeto cuando está situado verticalmente sobre el eje óptico y a 10 cm del espejo. Calcula la posición de la imagen y el radio de curvatura del espejo. Dibuja las trayectorias de los rayos. 3º.- En los almacenes utilizan espejos convexos, para conseguir un amplio margen de observación y vigilancia con un espejo de tamaño razonable. Uno de los espejos, que tiene un radio de curvatura de 1,2 m, permite al dependiente, situado a 5 m del mismo, inspeccionar el local entero. Si un cliente está a 10 m del espejo, ¿a qué distancia de la superficie del espejo está su imagen? ¿Está detrás o delante del espejo? Si el cliente mide 2 m, ¿qué altura tendrá su imagen? 4º.- Un objeto se coloca a 10 cm de una lente convergente de 5 dioptrías. Calcula la posición de la imagen y el aumento lateral. Dibuja la trayectoria de los rayos luminosos. Un sistema óptico está formado por dos lentes convergentes idénticas, de distancia focal f’ = 10 cm y separadas por una distancia de 40 cm. Si a 20 cm de la primera lente se coloca un objeto de 3 cm de altura, calcula la posición y el tamaño de la imagen formada por el sistema de lentes. Construye el correspondiente diagrama de rayos que justifique la respuesta. 5º.- Una capa de aceite, de índice de refracción naceite = 1,45 flota sobre una capa de agua de índice de refracción nagua = 1,33. Un rayo de luz penetra desde al aire en el aceite con un ángulo de 40º respecto de la recta normal. Calcula el ángulo de refracción dentro del agua y presenta en un esquema la trayectoria de los rayos. 6º.- El ángulo límite de la luz amarilla de 589 nm en el diamante es de 24,4º. Calcula el índice de refracción del diamante y la velocidad de propagación de esa radiación en su interior. 7º.- En los extremos de dos hilos de masa despreciable y longitud L = 1 m están sujetas dos pequeñas esferas de masa m = 10 g y carga q. Los hilos forman un ángulo de 30º con la vertical. Dibuja el diagrama de las fuerzas que actúan sobre las esferas y determine el valor de la carga q. Si se duplica el valor de las cargas, pasando a valer 2q, ¿qué valor deben tener las masas para que no se modifique el ángulo de equilibrio de 30º? 8º.- Una carga positiva, q1 = 8A10 - 9 C, está fija en el origen de coordenadas, mientras que otra carga, q2 = - 10 - 9 C, se halla, también fija, en el punto (3, 0), estando todas las coordenadas expresadas en m. Determina el campo eléctrico, debido a ambas cargas, en el punto A (4, 0) y el trabajo que las fuerzas del campo realizan para desplazar una carga puntual q = - 2A10 - 9 C, desde A hasta el punto B (0, 4). Comente el resultado que obtenga. 9º.- En una región del espacio hay un campo eléctrico uniforme dirigido a lo largo de eje X. Si trasladamos una carga q = + 0,5 C desde un punto cuyo potencial es de 10 V a otro punto situado 10 cm a su derecha, el trabajo realizado por la fuerza eléctrica es W = - 100 J. Calcula el potencial en el segundo punto y el valor del vector campo eléctrico en dicha región. ¿Qué significado físico tiene el que el trabajo que realiza la fuerza eléctrica tenga signo negativo? 10º.- Un electrón, que lleva una velocidad de 6 · 106 m/s, penetra en un campo eléctrico uniforme y su velocidad se anula después de recorrer una distancia de 20 cm. Calcula el módulo, la dirección y el sentido del campo eléctrico.