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GUÍA CURSOS ANUALES
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ma
1Cpech
Ondas III: la luzGUÍA PRÁCTICA
Nº
Cien
cias
Bás
icas
Fís
ica
Ejercicios PSU
1. Respecto de la luz es correcto afirmar que
I) es de naturaleza electromagnética. II) es una onda transversal.III) no se propaga en medios materiales.
A) Solo I D) Solo I y IIB) Solo II E) I, II y IIIC) Solo III
2. Un rayo de luz monocromática (compuesto por ondas de una sola frecuencia) puede experimentar el (los) fenómeno(s) de
I) refracción II) difracciónIII) interferencia
Es (son) correcta(s)
A) solo I. D) solo I y III.B) solo II. E) I, II y III.C) solo III.
3. Un haz de luz solar viaja por el vacío, luego ingresa al aire y finalmente al agua. Respecto a las velocidades de propagación del haz por los medios mencionados, es correcto afirmar que
A) Vaire = Vagua = VvacíoB) Vaire > Vagua = VvacíoC) Vagua > Vaire = Vvacío D) Vvacío > Vagua > VaireE) Vvacío > Vaire > Vagua
4. De los colores: naranjo, rojo, verde, violeta y azul, ¿cuál de ellos tiene asociada una mayor longitud de onda?
A) Naranjo D) VioletaB) Rojo E) AzulC) Verde
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5. Cuando un haz de luz pasa del aire al agua, es correcto afirmar que el rayo refractado
I) aumenta su velocidad de propagación. II) se acerca a la normal.III) mantiene constante su frecuencia.
A) Solo I D) Solo I y IIIB) Solo II E) Solo II y IIIC) Solo III
6. Al iluminar un cuerpo con luz blanca se ve azul. Si ahora iluminamos el mismo cuerpo con luz roja este se verá de color
A) verde. D) naranjo.B) azul. E) negro.C) rojo.
7. Respecto de las siguientes situaciones, ¿cuál(es) de ellas se podría(n) asociar al fenómeno de refracción?
I) El mito del Caleuche en Chiloé. II) Un hombre camina por el desierto y de pronto, a la distancia, cree ver agua.III) El quiebre aparente de un lápiz parcialmente sumergido en agua.
A) Solo I D) Solo I y IIB) Solo II E) I, II y IIIC) Solo III
8. Un niño apunta un rayo de luz roja (monocromática) hacia un prisma para observar el fenómeno de dispersión cromática. El (los) color(es) que el niño observará al emerger el rayo del prisma será(n)
A) el blanco. B) el rojo. C) todos, excepto el rojo.D) todos, incluyendo el rojo.E) el naranjo.
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9. Un haz de luz que viaja por un medio 1 incide sobre un medio 2, tal como muestra la figura. Según lo anterior, es correcto afirmar que
R P
M
Medio 1Medio 2
α α
β
I) R es un rayo incidente. II) P es un rayo reflejado.III) M es un rayo refractado.
A) Solo I D) Solo I y IIIB) Solo II E) I, II y IIIC) Solo III
10. Dentro de las condiciones necesarias para que el fenómeno de reflexión interna total ocurra está(n) que
I) el ángulo de incidencia sea igual al ángulo límite. II) el haz de luz viaje hacia un medio de menor índice de refracción.III) el haz de luz viaje hacia un medio de mayor densidad.
Es (son) correcta(s)
A) solo I. D) solo I y III.B) solo II. E) I, II y III.C) solo III.
11. En un día de verano y con mucho sol es recomendable usar ropa clara porque en ella la luz se
I) refracta en su mayoría. II) refleja en su mayoría.III) absorbe en su mayoría.
Es (son) correcta(s)
A) solo I. D) solo I y II.B) solo II. E) solo I y III.C) solo III.
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12. Un haz de luz se propaga por el cuarzo con una rapidez aproximada de 200.000 kms .
¿Cuál es el índice de refracción del cuarzo?
A) 0,6 D) 1,6B) 1,0 E) 2,5C) 1,5
13. La luz puede atravesar los materiales
I) transparentes. II) translúcidos.III) opacos.
Es (son) correcta(s)
A) solo I. B) solo II. C) solo III.D) solo I y II.E) I, II y III.
14. Un cuerpo se ve rojo porque
I) absorbe todos los colores menos el rojo. II) refracta solo el rojo.III) refleja solo el rojo.
Es (son) correcta(s)
A) solo I. B) solo II. C) solo III.D) solo I y II.E) solo I y III.
15. Un rayo de luz atraviesa un frasco de vidrio de caras paralelas, lleno con aceite (n = 1,45). El rayo penetra en el frasco con un ángulo de incidencia de 30º. El ángulo que el rayo forma con la superficie del frasco al salir es
A) 20º B) 30º C) 60ºD) 80ºE) 90º
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16. Un haz de luz irradiado por el Sol viaja por el vacío, atraviesa la atmósfera de la Tierra (aire) e incide con un ángulo de 45° sobre un recipiente de vidrio lleno de agua. Respecto a lo anterior se afirma que
( Considere nvidrio = 1,6 ; nagua = 1,33 ; naire = 1 ; nvacío = 1)
I) en el vacío la luz viaja con una rapidez de 30.000 kms .
II) la velocidad de la luz en el agua es mayor que en el aire, por tener mayor índice de refracción.III) al pasar el haz de luz desde el vidrio al agua, el rayo refractado se aleja de la normal.
Es (son) correcta(s)
A) solo I. D) solo I y III.B) solo II. E) I, II y III.C) solo III.
17. La teoría ondulatoria de la luz fue propuesta por
A) Huygens. D) Einstein.B) Newton. E) Einstein y Newton.C) Huygens y Newton.
18. En un día de invierno y sol tenue, para evitar sentir frío es recomendable usar ropa de color
A) rojo. D) verde.B) blanco. E) negro.C) amarillo.
19. La luz láser
I) es incoherente. II) está compuesta por ondas de igual frecuencia.III) está compuesta por ondas en fase.
Es (son) correcta(s)
A) solo I. D) solo II y III.B) solo II. E) I, II y III.C) solo III.
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20. Un haz de luz pasa desde el agua al aire con un cierto ángulo respecto a la normal. De acuerdo a lo anterior, cuando
I) el ángulo incidente es 60°, el ángulo de refracción también es 60°. II) el ángulo incidente es 0°, el ángulo que forma el rayo transmitido con la normal también
es 0°.III) el haz de luz es monocromático, al cambiar de medio cambia su frecuencia.
Es (son) correcta(s)
A) solo I. D) solo II y III.B) solo II. E) I, II y III.C) solo III.
21. Un rayo de luz que viaja por un líquido (índice de refracción 1,5) se refleja sobre una superficie lisa. Si el ángulo de incidencia es 30º, tal como lo muestra la figura, ¿cuál es el ángulo de reflexión?
rayo incidente
n = 1,530º
A) 10ºB) 20ºC) 30ºD) 60ºE) 90º
22. La luz blanca está compuesta por una mezcla de ondas de distinta frecuencia, que corresponden a los colores del espectro visible de la luz. El orden creciente de los siguientes colores, de acuerdo a su frecuencia, es
A) rojo, amarillo, azul, violeta. B) rojo, azul, amarillo, violeta. C) violeta, azul, amarillo, rojo.D) azul, amarillo, violeta, rojo.E) amarillo, violeta, azul, rojo.
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23. Francisca observa una moneda que se encuentra en el fondo de una piscina. Si el índice de refracción del aire es 1, y el índice de refracción del agua es 1,3, ¿cuál de los siguientes esquemas representa correctamente la trayectoria que siguió un rayo de luz proveniente de la moneda?
aire
agua
A)
aire
agua
aire
agua
B) C)
aire
agua
D)
aire
agua
E)
24. Si la rapidez de propagación de la luz en un medio 1 es 250.000 kms y en un medio 2 es
300.000 kms , ¿qué sucede con un haz de luz que se transmite desde el medio 2 al medio 1?
A) Aumenta su frecuencia.B) Aumenta su longitud de onda.C) Disminuye su periodo.D) Se acerca a la normal.E) Disminuye su frecuencia.
25. En un lago de aguas tranquilas es posible observar nítidamente en su superficie la imagen invertida del paisaje circundante. Este fenómeno se debe a que la luz experimenta el fenómeno de
A) refracción.B) difracción.C) interferencia.D) reflexión.E) absorción.
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Tabla de corrección
Ítem Alternativa Habilidad 1 Reconocimiento2 Reconocimiento3 Comprensión4 Reconocimiento5 Comprensión6 Comprensión7 Comprensión8 ASE9 Reconocimiento
10 Reconocimiento11 Comprensión12 Aplicación13 Reconocimiento14 Comprensión15 Comprensión16 ASE17 Reconocimiento18 Comprensión19 Reconocimiento20 ASE21 Comprensión22 Aplicación23 ASE24 Comprensión25 Comprensión
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Resumen de contenidos
La luz es un tipo de energía que nos permite ver los objetos que nos rodean.
Las fuentes de luz se pueden clasificar como:
• Naturales o artificiales • Primarias o secundarias
Los materiales, respecto de la luz, se pueden clasificar como:
• Transparentes• Translúcidos• Opacos
La luz posee una naturaleza “dual”, es decir, se comporta como onda y como partícula.
La luz, como una onda, es del tipo electromagnética y transversal.
Espectro electromagnético
LongituddeOnda(metros)
OndasRadio Microondas Infrarrojo Visible Ultravioleta Rayos X Rayos Gamma
103 10–2 10–5 10–6 10–8 10–10 10–12
Frecuencia(Hz)
104 108 1012 1015 1016 1018 1020
Rojo Naranjo Amarillo Verde Azul Violeta
Espectro visible de la luz
Fenómenos ondulatorios asociados a la luz
• Transmisión: propiedad que posee la luz de viajar por distintos medios. En medios transparentes y homogéneos viaja en línea recta.
La luz viaja más lento mientras el medio sea más denso, alcanzando la máxima velocidad en el vacío.
Medio Rapidez en kms
Vacío 300.000Aire 300.000
Agua 226.000Diamante 124.000
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• Reflexión: es el rebote de la luz al incidir sobre una superficie. Puede ser:
- Especular - Difusa
Leydelareflexión:al producirse reflexión, siempre se cumple que el ángulo de incidencia es igual al ángulo de reflexión.
onda incidente
normal
ondareflejada
αi = αr
αi αr
• Refracción: es el cambio en la dirección de propagación de la luz al pasar de un medio a otro. Si el rayo de luz incide perpendicularmente (90º) sobre la interfaz, no se produce refracción. Uno de sus efectos más notables es la reflexión interna total.
Reflexióninternatotaldelaluz
N
Refracción rasante
90ºn1
n2 β
N
i ii > β
Reflexióninternatotal
Este fenómeno ocurre solo si la luz viaja desde un medio más denso a uno menos denso, es decir, si n2 > n1.
Si el ángulo de incidencia llega a un valor límite, se produce una refracción rasante.Si el ángulo de incidencia es mayor que el valor límite, el rayo no se refracta, sino que se refleja; la superficie actúa como un espejo.
Índicederefracción
El índicederefracción“n”, o refringencia de un medio, es un número que indica la resistencia que presenta el medio a ser recorrido por la luz.
Corresponde al cociente entre la rapidez de la luz en el vacío y la rapidez de la luz en el medio en que se propaga.
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Es un número “adimensional”, es decir, no tiene unidades.
n = c
vmedio
c: rapidez de la luz en el vacío (300.000 kms )
vmedio: rapidez de la luz en el medio.
• Difracción: capacidad de la luz de rodear un obstáculo que se encuentre en su trayectoria. • Descomposiciónodispersióndela luz: cuando un rayo de luz blanca pasa a través de un
cuerpo transparente, como un prisma o una gota de agua, se descompone y se separa en el espectro visible de la luz.
La luz blanca está constituida por la superposición de luces de distintos colores; cada una de estas luces corresponde a una onda de distinta frecuencia.
La luz blanca se descompone al pasar por un prisma
Luz blanca
Prisma de cristal
RojoNaranjaAmarilloVerdeAzulVioleta
Menor frecuencia
Mayor frecuencia
• Absorción: al ser iluminados, los cuerpos absorben algunas ondas y reflejan otras. Esto produce que percibamos los colores.
Si el cuerpo es capaz de reflejar todas las ondas de luz lo veremos blanco, si las absorbe todas lo veremos negro.
La absorción de luz produce un aumento de temperatura en el cuerpo.
• Luzláser: es una luz “coherente”, es decir, está formada por ondas de la misma frecuencia, que viajan todas en fase.
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