Guía de Resolución de Ejercicios
Guía de Resolución de Ejercicios
Guía de Resolución de Ejercicios
RA.1.- Aplicar las leyes de la Óptica en la resolución de problemas y situaciones en las que
la luz esté involucrada.
Unidad 1: Óptica/Introducción a la Óptica
Nombres:
1- Dos espejos rectangulares planos, ambos perpendiculares a una hoja de papel horizontal, se
colocan borde a borde, con sus superficies reflectoras perpendiculares entre sí.
a) Un rayo de luz en el plano del papel incide en uno de los espejos a un ángulo arbitrario de
incidencia ɵ1. Demuestre que la dirección final del rayo, después de la reflexión desde ambos
espejos, es opuesta a su dirección inicial. En una tienda de ropa, este par de espejos le muestra
a una persona una imagen de sí misma cuando otras la ven, sin inversión aparente de
izquierda a derecha.
b) ¿Qué pasaría si? El papel es sustituido por un tercer espejo plano que toca los bordes de los
otros dos y se coloca perpendicular a ambos. El conjunto de tres espejos se llama reflector de
esquina de cubo. Un rayo de luz incide desde cualquier dirección dentro del octante del
espacio limitado por las superficies reflectoras. Demuestre que el rayo se reflejará una vez
desde cada espejo y que su dirección final será opuesta a su dirección original. Los
astronautas del Apollo 11 colocaron un panel de retrorreflectores de esquina de cubo en la
Luna. El análisis de los datos de sincronización tomados con ese panel revela que el radio de la
órbita de la Luna está aumentando en una proporción de 3.8 cm/año, dado que pierde energía
cinética debido a la fricción de las mareas.
3- Dos pulsos de luz son emitidos simultáneamente desde una fuente. Ambos viajan a un
detector, pero unos espejos desvían un pulso a lo largo de una trayectoria que lo lleva a través
de 6.20 m de hielo a lo largo del camino. Determine la diferencia en los tiempos de llegada de
los pulsos al detector.
4. Un tanque cilíndrico opaco con la parte superior abierta tiene un diámetro de 3.00 m y está
completamente lleno de agua. Cuando el Sol de la tarde llega a un ángulo de 28.0 sobre el
horizonte, la luz solar deja de iluminar cualquier parte del fondo del tanque. ¿Cuál es la
profundidad del tanque?
6- Un prisma triangular de vidrio con ángulo en el ápice Un prisma triangular de vidrio con
ángulo en el ápice ɸ= 60.00 tiene un índice de refracción de n = 1.50 (fig). ¿Cuál es el ángulo de
incidencia mínimo ɵ1 en el que un rayo de luz puede emerger desde el otro lado?
7-
10- Un espejo esférico cóncavo tiene un radio de curvatura de 20.0 cm. Determine la
localización de la imagen para distancias objeto de a) 40.0 cm, b) 20.0 cm, y c) 10.0 cm. En
cada caso, diga si la imagen es real o virtual o si está vertical o invertida. También determine
el aumento para cada caso.
11- Una placa de cristal de roca (n = 1.66) descansa en el fondo de un acuario. La placa tiene
8.00 cm de espesor (dimensión vertical) y está cubierta por una capa de agua (n = 1.33) de
12.0 cm de profundidad. Calcule el espesor aparente de la placa visto directamente desde
encima del agua.
12- Una esfera de vidrio (n = 1.50) con un radio de 15.0 cm tiene una pequeña burbuja de aire
a 5.00 cm por encima de su centro. La esfera se observa mirando hacia abajo a lo largo del
radio que contiene a la burbuja. ¿Cuál es la profundidad aparente de la burbuja por debajo de
la superficie de la esfera?