Guía1

GUÍA 1, FISICA III
INGENIERÍA PLAN COMÚN- GEOLOGÍA

1. Entra luz a un tubo sólido hecho de plástico con un índice de refracción de
1.60. La luz viaja en forma paralela a la parte superior del tubo (figura 1). Se
desea cortar la cara AB de manera que toda la luz se refleje de regreso hacia
el tubo después de que incide por primera vez en esa cara. a) ¿Cuál es el
valor máximo de 𝜃 si el tubo está enel aire? b) Si el tubo se sumerge en
agua, cuyo índice de refracción es de 1.33, ¿cuál es el máximo valor que
puede tener 𝜃?

Figura 1.

2. Un rayo de luz en un diamante (índice de refracción de 2.42) incide sobre una interfaz con
aire. ¿Cuál es el ángulo máximo que puede formar el rayo con la normal sin reflejarse
totalmente de regreso hacia el diamante?
3. Una capa delgada de hielo (𝑛 = 1.309)flota en la superficie del agua (𝑛 = 1.333) que hay en
una cubeta. Un rayo de luz que sale del fondo de ésta viaja hacia arriba a través del agua.
a) ¿Cuál es el ángulo máximo con respecto a la normal que el rayo puede formar en la interfaz
hielo-agua sin dejar de salir al aire arriba del hielo? b) ¿Cuál es este ángulo una vez que el
hielo se ha fundido?
4. El prisma que se ilustra en la figura 2 tieneun índice de refracción de 1.66, y los ángulos A
son de 25.0°. Dos rayos de luz 𝑚 y 𝑛 entran paralelos al prisma. ¿Cuál es el ángulo entre
ellos una vez que salen?

Figura 2

5. Un rayo de luz incide desde el aire sobre un bloque sólido transparente cuyo
índice de refracción es 𝑛. Si 𝑛 = 1.38, ¿cuál es el ángulo de incidencia más
grande 𝜃𝑎 para el que ocurrirá la reflexión interna total en la caravertical
(punto A en la figura 3)?

Figura 3.

6. Una vela de 4.85 cm de alto está 39.2 cm a la izquierda de un espejo plano. ¿Dónde el espejo
forma la imagen, y cuál es la altura de ésta?

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7. Un submarino está varado a una determinada profundidad H, y envía señales de radio
pidiendo socorro a una frecuencia de 100 [MHz]. Esta señal se propaga con una velocidad de
𝑣 = 3.33 𝑥 107 [m/s] en elagua. Sabiendo que la onda de radio se propaga en el vacío y en
el aire a 𝑐 = 3 𝑥 108 [m/s] se pide: a) Calcule el índice de refracción de la ondas de radio de
100 [MHz] en el agua. b) Calcule el ángulo crítico de reflexión interna total para esta onda en
el agua. c) Si la señal de radio capaz de salir al exterior del océano forma un círculo de
diámetro D = 220 [m] calcule la profundidad 𝐻 a la cualse encuentra varado el submarino.
8. La imagen de un árbol cubre justamente la longitud de un espejo plano de 50 cm. Cuando se
sostiene el espejo 30 cm delante del ojo. El árbol se encuentra a 90 m del espejo, ¿Cuál es su
altura?
9. Se coloca un objeto entre dos espejos perpendiculares entre sí.
a) sitúense todas las imágenes en el objeto.
b) dibújense las trayectorias de los rayos desde el objetoal ojo del observador.
10. Se coloca un objeto de 0.600 cm de altura a 16.5 cm a la izquierda del vértice de un espejo
esférico cóncavo, cuyo radio de curvatura es de 22.0 cm. a) Dibuje un diagrama de rayos
principales para mostrar la formación de la imagen. b) Determine la posición, el tamaño, la
orientación y la naturaleza (real o virtual) de la imagen.

11. Usted sostiene un tazón de ensaladaesférico de 90 cm frente a su cara, con el fondo del tazón
hacia usted. El tazón es de metal pulido con un radio de curvatura de 35 cm. a) ¿Dónde se
localiza la imagen de su nariz de 2.0 cm de largo? b) ¿Cuáles son el tamaño, la orientación y la
naturaleza (real o virtual) de la imagen?
12. Un objeto se encuentra a 15 cm del centro de un vidrio esférico de 7,5 cm de diámetro que
adorna un árbol denavidad. ¿Cuál es la posición y aumento de la imagen?
13. Determine una expresión para distancia objeto - distancia imagen y una expresión para el
aumento considerando: 𝑅 > 0 y 𝑛𝑎 > 𝑛𝑏 o bien 𝑅 > 0 y 𝑛 > 𝑛′ . Construya los diagramas
que muestren la situación.
14. A una varilla transparente de 30,0 cm de largo se le hace un corte plano en un extremo. El otro
extremo se redondea para formar una...