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√2 Apuntes

Apuntes ESO, Bachiller y PAU

Óptica Geométrica

Orientaciones

Temas
Leyes de la Óptica Geométrica. Sistemas ópticos: lentes y espejos. Aplicaciones tecnológicas: instrumentos ópticos y la fibra óptica.

Criterios de evaluación
– Valorar los diagramas de rayos luminosos como medio que permite predecir las características de las imágenes formadas en sistemas ópticos.
– Utilizar la ecuación de las lentes delgadas para determinar las características de la imagen (tamaño y posición).

Comentarios
– De la formación de imágenes por espejos planos y por lentes delgadas (convergentes y divergentes) se podrá exigir la construcción gráfica, la descripción de las características de la imagen (real o virtual, tamaño, derecha o invertida), así como el cálculo de la posición y el tamaño de objeto o imagen.
– Los problemas de lentes delgadas no requerirán el cálculo de la distancia focal a partir del radio y del índice de refracción.

2018 Jun B 3

a) Explique dónde debe estar situado un objeto respecto a una lente delgada para obtener una imagen virtual y derecha:
(i) Si la lente es convergente;
(ii) Si la lente es divergente. Realice en ambos casos las construcciones geométricas del trazado de rayos e indique si la imagen es mayor o menor que el objeto.

b) Un objeto luminoso se encuentra a 4 m de una pantalla. Mediante una lente situada entre el objeto y la pantalla se pretende obtener una imagen del objeto sobre la pantalla que sea real, invertida y tres veces mayor que él. Determine el tipo de lente que se tiene que utilizar, así como su distancia focal y la posición en la que debe situarse, justificando sus respuestas.

2018 Sup Jun A 3

a) Un objeto se sitúa a la izquierda de una lente delgada convergente. Determine razonadamente y con la ayuda del trazado de rayos la posición y características de la imagen que se forma en los siguientes casos:
(i) s = f
(ii) s = f / 2
(iii) s = 2 f

b) Un objeto de 2 cm de altura se sitúa a 15 cm a la izquierda de una lente de 20 cm de distancia focal. Dibuje un esquema con las posiciones del objeto, la lente y la imagen. Calcule la posición y aumento de la imagen.

2018 Sep A 3

a) Señale las diferencias entre lentes convergentes y divergentes, así como al menos un uso de cada una de ellas.

b) Desde el aire se observa un objeto luminoso que está situado a 1 m debajo del agua.
(i) Si desde dicho objeto sale un rayo de luz que llega a la superficie formando un ángulo de 15º con la normal, ¿cuál es el ángulo de refracción en el aire?.
(ii) Calcule la profundidad aparente a la que se encuentra el objeto.

$n_{aire} = 1;\ n_{agua} = 1,33$

2018 Sup Sep A 3

a) Explique el fenómeno de la dispersión de la luz por un prisma ayudándose de un esquema.

b) Un objeto de 0,3 m de altura se sitúa a 0,6 m de una lente convergente de distancia focal 0,2 m. Determine la
posición, naturaleza y tamaño de la imagen mediante procedimientos gráficos y numéricos.

2018 ResA A 3

a) Un rayo de luz pasa de un medio a otro, observándose que en el segundo medio el rayo se desvía acercándose a la superficie de separación de ambos medios. Razone:
(i) En qué medio el rayo se propaga con mayor velocidad
(ii) en qué medio tiene menor longitud de onda.

b) Un rayo de luz de longitud de onda de $5,46·10^{-7} m$ se propaga por el aire e incide sobre el extremo de una fibra de cuarzo cuyo índice de refracción es 1,5. Determine, justificando las respuestas:
(i) La longitud de onda del rayo en la fibra de cuarzo;
(ii) el ángulo de incidencia a partir del cual el rayo no sale al exterior.

$c = 3·108 m s^{-1}$

2018 ResB A 3

a) Explique, ayudándose con un esquema, el concepto de ángulo límite. Indique las condiciones para que pueda producirse.

b) Un rayo de luz que se propaga por el aire incide con un ángulo de 20º respecto de la vertical sobre un líquido A, cuyo índice de refracción es 1,2, propagándose seguidamente a otro líquido B de índice de refracción 1,5. Represente el esquema de rayos correspondiente, determine la velocidad de la luz en cada medio y calcule el ángulo que forma dicho rayo con la vertical en el líquido B.

$n_{aire} = 1; c = 3·10^8 m s^{-1}$

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