Dudas examenes óptica

Foro de discusion Sobre RFH

Moderador: Alberto

cris95
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Dudas examenes óptica

Mensaje por cris95 »

Buenas!

Tengo algunas dudas de la rama de óptica de los examenes de años anteriores, a ver si me podeis ayudar:

Año 2010:
71. ¿Qué potencia de gafas deben prescribirse para
un ojo miope cuyo punto próximo está a 10 cm.
del ojo?:
1. -10 dp.
2. -6 dp.
3. 6 dp.
4. -14 dp.
5. 14 dp.

Esta me sale si aplico -1/s+1/s'=1/f donde pongo s=10 y s'=25, pero no entiendo porqué no debería poner s=-10...

76.Una película de aceite (n=1.45) que flota sobre
el agua es iluminada por medio de luz blanca
que incide de manera normal. La película tiene
un espesor de 280 nm. ¿Cuál es el color dominante
observado en la luz reflejada?:
1. Rojo (650 nm).
2. Verde (541 nm).
3. Violeta (400 nm).
4. Naranja (600 nm).
5. Azul (430 nm).

Esta la formula que sirve es la de interferencia para una lámina plana pero usando 4nd=(2m+1)*lambda es la constructiva, aunque yo tengo apuntado que justo esa es la de la destructiva y por tanto no me cuadra..

79.Considere un espejo esférico convexo de radio r
= 40 cm. Si un objeto está situado delante del
espejo a una distancia s = 40 cm de su centro, ¿a
qué distancia s’ del centro del espejo se forma
su imagen en aproximación paraxial?:
1. s’ = 40 cm.
2. s’ = ∞.
3. s’ = 20 cm.
4. s’ = 80 cm.
5. s’ = –13.33 cm.

Esta para mí directamente no tiene sentido, porque te dice que está a 40 cm del centro y debería ser del vertice ya que si no estaría sobre el espejo, pero aún así, qué criterio de signos utiliza? porque usando s=-40 y la ecuación de espejos esféricos 1/s+1/s'=2/r (con r positivo por ser convexo) no sale la correcta, si no que sale la 5...

92. La distancia focal de un ojo relajado es 3.0 cm.
Si la retina está a 3.3 cm de la lente ocular, ¿de
cuántas dioptrías debería ser la lente correctora
para que este ojo pudiese ver correctamente
objetos lejanos (distancia infinita)?:
1. -2 dioptrías.
2. 2 dioptrías.
3. 3 dioptrías.
4. -3 dioptrías.
5. -1 dioptrías.

Este no sé muy bien como plantearlo...

Año 2017:
48.¿Cuál debe ser el espesor mínimo de una pompa
de jabón que veremos negra si hacemos incidir
sobre ella luz monocromática de longitud de
onda λ=0.589 μm? El índice de refracción de
capa jabonosa para esta longitud de onda es
n=1.38:
1. 0.107 μm.
2. 0.320 μm.
3. 0.213 μm.
4. 0.160 μm.

En esta me ocurre lo mismo que antes, el negro debería ir con interferencia destructiva .. pero usando 2ne=(m+1/2)lambda no sale, si no que hay que usar condición de máximo...

49. Si un haz de luz no polarizada incide desde el
aire sobre un vidrio con n=1.5 según el ángulo
de polarización, el 7.4 por ciento de la luz incidente
se refleja y el resto de la luz se refracta.
Calcular el grado de polarización de los haces
reflejado y refractado:
1. 0.8 y 0.2.
2. 0.25 y 0.75.
3. 1 y 0.08.
4. 0.79 y 0.21.

Esta la he sacado por descarte, como incide con ángulo de brewster, la luz reflejada está polarizada y por tanto solo puede valer 1 el grado de polarización, pero como se sacaría el grado del haz refractado?

51.En un sistema óptico formado únicamente por
una lente divergente, la pupila de entrada:
1. Coincide con la pupila de salida, pero no
coincide con el diafragma de apertura.
2. Coincide con la pupila de salida, pero no
coincide con el diafragma de campo.
3. Coincide con la pupila de salida y con el diafragma
de apertura.

4. No coincide con la pupila de salida ni con el
diafragma de campo.

Esto es teoría.. o sale de algún sitio?

55. Calcular la semianchura angular del máximo
interferencial de primer orden cuando la luz
monocromática de longitud de onda 500 nm
ilumina 1700 rendijas de una red con d=1.8 μm:
1. 0.097º.
2. 0.0097º.
3. 1.7·10-5 rad.
4. 1.7·10-6 rad.

Ni idea...


Gracias de antemano!
patricia_smeets
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Re: Dudas examenes óptica

Mensaje por patricia_smeets »

Hola Cris,

El 55 te lo paso por foto, espero que quede claro!


Patricia
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cris95
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Re: Dudas examenes óptica

Mensaje por cris95 »

Gracias Patricia, la verdad que no tenía esa formula por ningún lado...

También me he dado cuenta en las de interferencias que tengo que tener en cuenta que hay un desfase de pi entre los medios y por tanto las condiciones de maximo y minimo cambian. Ahora me queda aclarar el criterio aleatorio que usan los de la comisión en lentes..
patricia_smeets
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Re: Dudas examenes óptica

Mensaje por patricia_smeets »

Hola Cris,

Siento ir tan a cuentagotas.

Creo que con lo que te voy a decir hay 2 ejercicios (76 de 2010 y éste) que deberían salirte pero me vas diciendo.
Año 2017:
48.¿Cuál debe ser el espesor mínimo de una pompa
de jabón que veremos negra si hacemos incidir
sobre ella luz monocromática de longitud de
onda λ=0.589 μm? El índice de refracción de
capa jabonosa para esta longitud de onda es
n=1.38:
1. 0.107 μm.
2. 0.320 μm.
3. 0.213 μm.
4. 0.160 μm.

Las condiciones de máximos y mínimos que dices son válidas cuando NO hay desplazamiento relativo de fase entre las dos ondas que interfieren.
Pero si hay un desplazamiento de fase de medio ciclo, las condiciones de máximos y mínimos se intercambian.
¿Y cómo sabemos que hay ese desfase? Si n2>n1: HAY DESFASE.
Te he adjuntado una página del Sears (capítulo 35) pero si no se ve bien avisa!

Patricia
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patricia_smeets
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Re: Dudas examenes óptica

Mensaje por patricia_smeets »

Ay, no había visto que ya habías resuelto justo la que te he respondido :) Disculpa!
Isaac_T_R
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Re: Dudas examenes óptica

Mensaje por Isaac_T_R »

Año 2010:
71. ¿Qué potencia de gafas deben prescribirse para
un ojo miope cuyo punto próximo está a 10 cm.

del ojo?:
1. -10 dp.
2. -6 dp.
3. 6 dp.
4. -14 dp.
5. 14 dp.

Esta me sale si aplico -1/s+1/s'=1/f donde pongo s=10 y s'=25, pero no entiendo porqué no debería poner s=-10...


La idea con una lente divergente que es hacer que una imagen generada en s= infinito haga su imagen en s'= punto lejano= no lo dicen. Imagino que tiene que ser equivalente a generar una imagen de s=25 cm (p. próximo para un ojo sano) en s'= su p. próximo= -10cm (negativo porque es virtual respecto la lente).
Pasando a metros y haciendo el cálculo da -6Dp

76.Una película de aceite (n=1.45) que flota sobre
el agua es iluminada por medio de luz blanca
que incide de manera normal. La película tiene
un espesor de 280 nm. ¿Cuál es el color dominante
observado en la luz reflejada?:

1. Rojo (650 nm).
2. Verde (541 nm).

3. Violeta (400 nm).
4. Naranja (600 nm).
5. Azul (430 nm).

Esta la formula que sirve es la de interferencia para una lámina plana pero usando 4nd=(2m+1)*lambda es la constructiva, aunque yo tengo apuntado que justo esa es la de la destructiva y por tanto no me cuadra..

Ese 4viene de un (2m+1)lambda/2 que es justo el caso de interferencia constructiva para láminas planas, quizá lo tienes mal apuntado.
https://slideplayer.es/slide/10183483/
Minuto 2:34,
De todos modos si absorve la verda (541,33nm) quiere decir que ves el color opuesto, es decir, el rojo. Por tanto creo que está mal la pregunta y la respuesta tendría que ser la 1.
cris95
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Re: Dudas examenes óptica

Mensaje por cris95 »

Gracias Isaac,

la de la miopía no sabía por donde pillarla sin el punto lejano, pero ahora queda claro.

Las láminas si llegué a entenderlas porque claro hay que tener en cuenta el desfase de pi al tener un índice de refracción mayor y por tanto las condiciones cambian...
os92
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Re: Dudas examenes óptica

Mensaje por os92 »

Buenas! Yo tengo la siguiente duda de optica, aunque ya he visto por el foro que han preguntado por ella, no han explicado como la han sacado, porque parece muy obvia pero yo no la saco.

250. Una fuente de luz está en el fondo de una piscina de
agua (El índice de refracción del agua es de 1,33).
¿En qué ángulo mínimo de incidencia será
totalmente reflejado en la superficie el rayo?
1. 0º
2. 25º
3. 50º
4. 75º
5. 90º
Isaac_T_R
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Re: Dudas examenes óptica

Mensaje por Isaac_T_R »

Llei de Snell 1,33*sinOminimo= 1*sin90º
A partir de 90º ya no se refractará el rayo al paser del agua al aire. Ahora bien la solución que sale es 48,75º que puedes redondear a 50º por lo que la solución está mal.
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Laura Granado
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Re: Dudas examenes óptica

Mensaje por Laura Granado »

Hola, contesto a las que faltan :)

79. A mí usando la fórmula que has puesto con s=r= - 40 cm me sale s’ = -40cm, si usas el criterio de signos al contrario, ósea positivos delante del espejo y negativos detrás, sale s’=40 cm.

92. Los objetos que están en el infinito forman imagen en el foco, entonces tú quieres que el foco de tu sistema lente+ojo sea f’=3,3 cm. En un sistema de dos lentes:
P=1/f = 1/f1 + 1/f2 -d/(f1f2) ; sustituyendo f=3,3 cm, f1=3 cm y d=0 sale.

2017
49. El grado de polarización es P= (III- I⊥)/(III+ I⊥), donde III es la componente paralela al plano de incidencia y I⊥ la perpendicular. Como inicialmente la onda no está polarizada el 50% de la luz incidente es paralela y el otro 50% perpendicular (creo que no es muy riguroso decir esto pero sirve para resolver el problema).
En el rayo reflejado se enriquece la componente perpendicular, como se incide con el ángulo de polarización el rayo reflejado solo tendrá componente perpendicular y esta será el 7,4% de la luz incidente. Entonces, en el refractado tendremos que la componente paralela sigue teniendo el 50% de la luz pero la perpendicular tiene 50-7,4= 42,6%, sustituyendo en la fórmula del grado de polarización:

P= (50-42,6)/(50+42,6)=0,08

51. Sí, es teoría. El diafragma de apertura determina la cantidad de luz que entra, como solo tienes una lente esta es el diafragma de apertura. La pupila de entrada es la imagen del diafragma de apertura a través de los elementos ópticos que lo preceden y la pupila de salida la imagen a través de los elementos que están detrás. Como no hay lentes delante ni detrás del diafragma de apertura coincide con las dos pupilas.

55. La semianchura angular es Δθ= λ/(Nd cos θ), te dan λ, N y d y el ángulo lo sacas de:
d sen θ = λ.

Laura
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Re: Dudas examenes óptica

Mensaje por cris95 »

Gracias Laura, el criterio de signos me va a volver loca...

Aprovecho para poner estas del examen tematico 25:

40. El objetivo de un microscopio tiene una
distancia focal de 8 mm y un ocular con la
misma distancia focal que el objetivo. La
distancia entre las dos lentes, si se sabe que
el aumento comercial es de -500 y asumiendo
que el punto próximo es de 25 cm es:
1. 12 cm
2. 12.8 cm
3. 32 cm
4. 14.4 cm

Yo tengo apuntado que aumento= -d/foc*250/fobj pero con esto me sale 12.8...

76. Una estatuilla de 5 cm de altura es contemplada
a través de una lente divergente cuyos
radios de curvatura miden 10 cm cada
uno y cuyo índice es 1,53. Determinar La
distancia y características de la imagen
cuando se coloca a una distancia de 1 metro
de la lente.
1. La imagen se formará a 3,66 cm y será mayor,
derecha y virtual.
2. La imagen se formará a 8,61 cm y será menor,
derecha y virtual.

3. La imagen se formará a 8,61 cm y será menor,
derecha y real.
4. La imagen se formará a 3,66 cm y será menor,
derecha y virtual.

Aquí está claro que la imagen es menor derecha y virtual porque es lente divergente, y además se forma entre la lente y el foco. Pero cómo se llega al 8.61? Yo calculo 1/f'=(1.53-1)*2/r y uso 1/f'=-1/s+1/s' con s=-1, pero no me sale ni parecido vaya, me queda 0.104 m.

80. Se precisa producir una potencia de 100 W
para lo que se emplea un ciclo trabajando
entre 500 K y 300 K que consume 250 W.
¿Qué ahorro diario se conseguiría en el
consumo de energía si el ciclo fuera de
Carnot?:
1. 8,64 MJ.
2. 8,64 W.
3. 0,67 MJ.
4. 0.67 W

Entiendo que lo que produces es 0.4(rendimiento de Carnot)*250W=100W, entonces produces justo lo que necesitas, pero cómo calculo el ahorro?
patricia_smeets
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Re: Dudas examenes óptica

Mensaje por patricia_smeets »

Puf, lo que te voy a decir no me convence ni a mí pero es lo único que tiene "lógica"...

Es para la súper pregunta 80 de "óptica" :mrgreen:

Si tu ciclo fuera de Carnot su rendimiento sería: 1 - Tfoco frío/Tfoco caliente = 0.4

Nuestro ciclo produce un trabajo (W) de 100 W
Y lo que consume no es 250 W, es 350W (creo que hemos de interpretar el 250 como pérdidas al foco frío, no como calor suministrado por el foco caliente, porque si no nos sale que ya tenemos un ciclo Carnot y el ahorro sería 0...).
Entonces, el rendimiento de mi ciclo es: W/Q = 0.285

Restamos las Q suministradas: 350 - 100/0.4 = 100W
100 W · 24 ·3600 = 8640000 J = 8.64 MJ

Patricia
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Re: Dudas examenes óptica

Mensaje por patricia_smeets »

Hola de nuevo,

La 40:

La d que aparece en tu fórmula es la distancia entre el punto focal imagen del objetivo y el del ocular y lo que nos piden es la distancia entre las dos lentes. Con que le sumes 2 veces la distancia focal (1.6cm) (porque es la misma para el ocular y para el objetivo) al resultado obtenido con la fórmula que has utilizado ya tienes la respuesta correcta.

Patricia
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Re: Dudas examenes óptica

Mensaje por cris95 »

Hola Patricia,

por qué lo que consume son 350 W? sumas lo que produce y lo que gasta?

El del microscopio claro... qué cabeza!
patricia_smeets
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Re: Dudas examenes óptica

Mensaje por patricia_smeets »

Hola Cris,

Más que nada porque si no hacemos eso con los datos que nos dan decimos que la máquina sigue un ciclo de Carnot y no tendría sentido compararla con una máquina hipotética que siguiera el ciclo de Carnot.

Te he adjuntado un esquema de una máquina térmica para explicarte lo que quiero decir.
El 100 W es el Wout del dibujo.
Generalmente cuando nos dicen que consume x Wattios, lo tomamos como Qin (según el dibujo) pero si hacemos esto en este caso nos da que nuestra máquina sigue un ciclo de Carnot y por lo tanto el ahorro sería 0.
Entonces yo lo que he pensado (para que dé) es considerar que el 250 W no es Q in, si no que es Q out.
Y mi Q in (que es el que se utiliza para el rendimiento) sería Qout + W out.

No sé si me he explicado ahora...
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