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Universidad T´ ecnica Federico Santa Mar´ıa Departamento de F´ısica Casa Central

Jos´ e Perdiguero 2018-1

Ayudantia F´ısica (FIS - 140): Ondas Electromagn´eticas Optica Geom´etrica Difracci´ on 1. Reflexi´ on y refracci´ on A lo largo la cara AB de un prisma de vidrio con ´ındice de refracci´on de 1, 52 incide luz, como se ilustra en la figura. Calcule el valor m´ as peque˜ no que puede tener el ´angulo α sin que se refracte ninguna luz hacia fuera del prisma por la cara AC si el prisma est´ a inmerso: a. En aire b. En agua

2. Problema Despu´es de un largo d´ıa de viaje, tarde por la noche, usted nada en la piscina del hotel donde se hospeda. Cuando se retira a su habitaci´ on, se da cuenta de que perdi´o la llave enla alberca. Consigue una linterna potente y camina alrededor de la alberca dirigiendo la luz hacia ella. La luz ilumina la llave, que yace en el fondo de la alberca, cuando sostiene la linterna a 1, 2m de la superficie del agua dirigida hacia la superficie a una distancia horizontal de 1, 5m desde el borde (ver figura). Si el agua en ese punto tiene 4,0m de profundidad, ¿a qu´e distancia del borde de la alberca se encuentra la llave?

3. Ondas Electromagneticas Considere una onda electromagn´etica monocrom´atica que se propaga ene l vac´ıo, cuyo vector de campo el´ectrico est´ a dado por: → − E (z, t) = E0 cos (kz − ωt) x b + +E0 sin (kz − ωt) yb → − Escriba la expresi´ on para el campo magn´etico B .

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Describa el tipo de polarizaci´ on. Determine el valor medio de la Intensidad. Si ahora est´ a onda se ahce pasar a trav´es de un cristal polarizador con eje de polarizacion en la direcci´ on Y, determine la relaci´ on entre el valor medio de la intensida de la onda a la salida del cristal con respecto al valor correspondiente a la entrada.

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Jos´ e Perdiguero 2018-1

4. Difracci´ on A trav´es de una ranuna de 0, 350 nm de ancho pasa luz roja con una longitd de onda de 633 nm, emitida por un l´ aser de helio y ne´ on. Se observa el patr´ on de difracci´on en una pantalla situada a 3, 00 m de distancia. Defina el ancho de una franja brillante como la distancia entre los minimos a ambos lados. a. ¿Cu´ al es el ancho de la franja central brillante? b. ¿Cu´ al es el ancho de la primera franja brillante a uno y otro lados de la franja central? Se ilumina una ranura de 0, 240 mm de ancho con rayos luminosos paralelos, cuya longitud de onda es de 540 nm. Se observa el patr´ on de difracci´ on en una pantalla situada a 3,00 m de la ranura. La intensidad en el centro del W m´ aximo central (θ = 0o ) es de 6,00X10−6 m 2. a. En la pantalla ¿Cu´ al es la distancia del m´aximo central al primer m´ınimo? b. ¿Cu´ al es la intensidad en un punto de la pantalla intermedio entre el centro del m´aximo central y el primer m´ınimo? 5. Optica geom´ etrica Reflexi´ on y refracci´ on en una superficie plana: Una vela de 4.85 cm de alto est´ a 39.2 cm a la izquierda de un espejo plano. ¿D´onde el espejo forma la imagen, y cu´ al es la altura de ´esta? Reflexi´ on en una superficie esf´ erica Se coloca un objeto de 0.600 cm de altura a 16.5 cm a la izquierda del v´ertice de un espejo esf´erico c´ oncavo, cuyo radio de curvatura es de 22.0 cm. a. Dibuje un diagrama de rayos principales para mosrar la formaci´on de la imagen. b. Determine la posici´ on, el tama˜ no, la orientaci´on y la naturaleza (real o virtual) de la imagen. c. Repita el procedimiento ahora a un espejo convexo.