Óptica

Un objeto está situado $20 \text{ cm}$ a la izquierda de una lente de $-4$ dioptrías. Se pide:

El 19/11/2024 aparecía en prensa la siguiente noticia: “Los berberechos de corazón (Corculum cardissa) crean una fibra óptica a través de su concha que ilumina su interior”. Supongamos que podemos simular dicha fibra óptica como un cilindro lleno de una sustancia de índice de refracción $n_1 = 1,55$ y cuyo recubrimiento es una sustancia de índice de refracción $n_2$. Indica cómo se denomina el fenómeno que se produce en el punto B ¿Qué es el ángulo límite? Razona cuál de los índices $n_1$ o $n_2$ es mayor. Sabiendo que $n_0 = 1,33$, ¿con qué ángulo, $\epsilon_1$, debe incidir un rayo de luz en el punto A para que pasando por el punto B salga por el punto C, tal como muestra la figura? Razona todas las respuestas.

Un objeto de $12\text{ cm}$ de altura se sitúa a $15\text{ cm}$, a la izquierda, de una lente de $4\text{ dioptrías}$.

En la imagen de la derecha, un haz láser que se propaga por el aire incide sobre la cara plana de un vidrio cuyo índice de refracción es $n$. Utilizando la información de la imagen, determina $n$ y la velocidad de la luz en ese medio.

Datos: velocidad de la luz en el aire, $c = 3 \cdot 10^{8} \text{ m/s}$; índice de refracción del aire, $n_a = 1,00$

Un rayo de luz se propaga por una fibra de cuarzo rodeada de aire. Tras incidir sobre la superficie cuarzo-aire con un ángulo $\theta = 41,8^\circ$, se propaga paralelamente al eje de la fibra como indica la figura. Explica qué ocurre si el ángulo de incidencia es mayor que $41,8^\circ$ y nombra el fenómeno. Calcula el índice de refracción del cuarzo.Dato: índice de refracción del aire, $n_a = 1,00$

En la figura se representa una lente delgada $L$, un objeto $O$ y la posición de la imagen $O'$ que se produce.

Un objeto de $10 \text{ cm}$ de altura está situado a $1 \text{ m}$ del vértice de un espejo esférico convexo de $1 \text{ m}$ de distancia focal. Calcula la posición y el tamaño de la imagen que se forma. Indica las características de la imagen con la ayuda de un esquema de rayos.

El agua contenida en un depósito está separada del aire por una placa plana horizontal de vidrio, de espesor $e = 10 \text{ cm}$, estando su cara inferior en contacto con el agua. Un rayo de luz monocromática de frecuencia $f = 3 \cdot 10^{14} \text{ Hz}$, procedente de una lámpara situada en el interior del depósito, incide sobre el vidrio con un ángulo $\theta = 45^\circ$ respecto de la normal a la superficie de la placa. Calcula razonadamente:

Datos: $n_{agua} = 1,33$; $n_{vidrio} = 1,62$; $n_{aire} = 1,00$; velocidad de la luz en el aire, $c = 3 \cdot 10^8 \text{ m/s}$