para todos

Problemas de Óptica

1. El «año-luz» es una unidad de longitud utilizada para medir distancias astronómicas. Se define como la distancia que recorre la luz en el vacío durante un año. ¿Cuántos kilómetros son un año-luz?
2. Una fuente luminosa se encuentra a 300 m de un espejo plano. ¿Cuánto tiempo tardará en regresar a la fuente de luz un rayo reflejado por el espejo?
3. La galaxia máspróxima a nosotros dista unos 81 000 billones de kilómetros. Expresa dicha distancia en años-luz.
4. La estrella más próxima al Sol dista de éste unos 3,8 años-luz. Expresa dicha distancia en billones de kilómetros.
5. La distancia aproximada entre el Sol y la Tierra es de 150 millones de kilómetros. Calcula el tiempo que tarda la luz del Sol en llegar a la Tierra.
6. Un rayo de luz incide sobre unespejo plano, si el ángulo de incidencia es 30°.
Calcula:
a) El ángulo de reflexión.
b) El ángulo que forma el rayo incidente con el rayo reflejado.
7. El rayo incidente y el reflejado por un espejo plano forman entre sí un ángulo de 120°. Calcula:
a) El ángulo de incidencia. b) El ángulo de reflexión.
c) El ángulo que forma el rayo incidente con la superficie del espejo.
8. Dos espejosplanos forman entre si un ángulo recto, como se muestra en la figura. Si sobre el espejo horizontal incide un rayo luminoso que forma un ángulo de 30º con la superficie del mismo.
Calcular el ángulo de reflexión de dicho rayo en el espejo vertical









9. Calcular el índice de refracción de un medio en el cual la luz se propaga a la velocidadde 270 000 km/s
10. El índice de refracción del vidrio es 3/2 y el del diamante 5/2. Calcular la velocidad de propagación de la luz en esos medios
11. Un rayo luminoso incide sobre la superficie de vidrio con un ángulo de incidencia de 50º Determinar el ángulo de refracción. Índice de refracción de este vidrio igual a 1,50
12. El índice de refracción del diamante es 2,42. ¿Cuál es elángulo límite de la luz para pasar del diamante al aire?
13. Los índices absolutos de refracción del agua y de un vidrio determinado 1,33 y 1,54, respectivamente. Calcular: a) El índice de refracción del vidrio respecto al agua. b) El índice del agua respecto al vidrio. c) Ángulo límite entre el vidrio y el agua.
14. Un rayo de luz al incidir con un ángulo de 60º sobre una lámina de vidrio,resulta que el rayo reflejado y el refractado son perpendiculares. Calcular el índice de refracción del vidrio si el del aire es la unidad.
15. ¿Para qué ángulo de incidencia tendrá lugar la reflexión total de un rayo luminoso que pasa del vidrio al agua? Los índices de refracción del vidrio y del agua son 3/2 y 4/3, respectivamente.
16. Un espejo esférico cóncavo tiene un radio de curvatura de 120cm. Un objeto de 12cm de alto está situado a 90 cm. delante del espejo. Determinar la posición y altura de la imagen, y el aumento lateral.
17. Un objeto de 10 cm de altura está a 25 cm. de un espejo cóncavo de 80 cm de radio. Determinar la posición, aumento y tamaño de la imagen.
18. Hallar la distancia focal de una lente convergente sabiendo que si el objeto se coloca a una distancia de 10cm, la imagen se forma a una distancia de 5cm
19. Hallar a qué distancia de una lente convergente, de distancia focal 15 cm, se formará la imagen de un objeto situado a una distancia de 20 cm.

Solución de los problemas de Óptica
1. La velocidad de la luz en el vacío es de 300000 Km/s y es constante y un año tiene en segundos 365dias·86400s/dia=31536000s por tanto la distancia será:d= v·t= 300000·31536000=9,46·1012Km
2. La luz tiene que recorrer 600m y como la velocidad de la luz es de 300000000 m/s el tiempo será:
t = d/v = 600/300000000 =0,000002 s
3. La galaxia más próxima dista 81000 billones de kilómetros y como un año – luz tiene 9,46·1012 Km
n(número de años-luz) = 8,1·1016/9,46·1012 = 8562,36
4. La estrella más...