Ejercicios 1 óptica 2016

Taller 1
Óptica
1. Para el siguiente sistema encuentre la distancia que recorre el rayo P desde que choca con
el espejo 1, hasta que choca con el espejo 2, y el ángulo con el que sale reflejado del espejo
2

2. Dos pulsos de luz son emitidos simultáneamente desde una fuente. Ambos viajan a un
detector, pero uno toma 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.

3. Un estrecho haz de ondas ultrasónicas se refleja del tumor hepático que se ilustra en la
figura La rapidez de la onda es 10.0% menor en el hígado que en el medio circundante.
Determine a qué profundidad se encuentra el tumor

4. Un tanque cilíndrico opaco con la parte superior abierta tiene un diámetro de 3.00 m yestá
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?

5. Una fibra de vidrio (n = 1.50) es sumergida en agua (n =1.33). ¿Cuál es el ángulo crítico para
que la luz permanezca dentro de la fibra óptica?
6. Un rayo de luz viene del aire y entra enuna superficie de vidrio, tal como lo muestra la
imagen, dentro del vidrio se ubica un espejo que desvía el rayo refractado. ¿En qué rango
de ángulos para el espejo el rayo de luz atravesara el vidrio?

45°

θ

7. Observe el siguiente sistema
θ=45°

n=1

n=1.3 (2cm)
n=1.2 (4cm)
n=1.5 (3cm)

a)
b)
c)
d)

Dibuje todos los rayos de luz refractados en este sistema
Qué pasaría si se dibujan también TODOSlos rayos reflejados?
Que tanto se desplazo horizontalmente el rayo de su trayectoria original?
Cuál es el ángulo con el que el rayo de luz entra al último medio? Cual sería ese ángulo si la
luz entrara del primer medio al cuarto directamente?

8. Un rayo de luz entra con 30° sobre la horizontal a una superficie con un grosor de 30cm. Si
se quiere que el rayo salga de la superficie a unadistancia horizontal de 15cm atrás del rayo
original, ¿Qué índice de refracción debe tener la superficie?
9. Para el siguiente sistema, ¿con que ángulo (respecto a la horizontal) se debe acomodar un
espejo en B para que el rayo de luz se desplace horizontalmente? (Espacio rosado: Agua;
Recta horizontal: espejo)

10. Una moneda está dentro de un frasco, el cual tiene la mitad de agua, y la otra mitad deaceite. Desde arriba se ve la moneda a un ángulo de 50° con respecto a la normal. ¿A qué
profundidad de la superficie del aceite se ve la moneda desde arriba, si el frasco tiene 30cm
de alto?(Considere que la imagen de la moneda no se desplaza horizontalmente)

11. Para el siguiente sistema, ¿Cómo tiene que ser el ángulo θ para que el rayo de luz atraviese
el prisma de vidrio?

12. Un rayo de luzse dispara desde el punto A como se observa en la figura

¿A qué distancia de A se encontrara el rayo en 5s si cada lado de los cuadros tiene una longitud
de 10.000Km? (Líneas Azules: Espejos; Espacios rosados: vidrio)
13. Tres láminas de plástico tienen índices de refracción desconocidos. La lámina 1 está
colocada sobre la hoja 2 y un rayo láser es dirigido sobre las láminas desde arriba, demodo
que incide en la interface a un ángulo de 26.5° con la normal. El rayo refractado en la hoja
2 forma un ángulo de 31.7 ° con la normal. El experimento se repite con la hoja 3 colocada
sobre la hoja 2, y, con el mismo ángulo de incidencia, el rayo refractado forma un ángulo de
36.7° con la normal. Si el experimento se repite de nuevo con la hoja 1 sobre la hoja 3, ¿cuál
es el ángulo de refracciónesperado en la hoja 3? Suponga el mismo ángulo de incidencia.
14. Considere un espejismo común formado por aire sobrecalentado en una carretera. El
conductor de un camión, cuyos ojos están a 2.00 m sobre el pavimento, donde n =1.000 3,
mira hacia delante. Percibe la ilusión de un charco de agua adelante en el camino, donde su
línea de vista forma un ángulo de 1.20° bajo la horizontal. Encuentre...