Problemes empaquetats
Les imatges

Solucions

1. A la figura es mostra l'esquema d'un telescopi newtonià. Està format per un mirall còncau (A), un mirall pla (B) i una lent convergent (C) .

a) Identifica a la figura cada un dels tres elements i assenyala on s'ha de situar l'ull de l'observador.
Vegeu la figura 7 .

b) Considerant l'escala de la figura, determina la distància focal i la potència òptica del mirall i de la lent.
Mirall: distància focal (d.f.) . Potència (P) diòptries ()
Lent: distància focal . Potència diòptries ()

c) Explica per quin motiu és convenient que el mirall sigui molt gran.
Per recollir més llum.

d) En el diagrama de raigs, on és l'objecte? I la imatge?
L'objecte, a l'infinit . La imatge, també a l'infinit.

Fig. 7

2. Hem fet incidir un raig de llum en una peça d'un plàstic transparent. La figura marca el camí que ha seguit el raig.

a) Calcula l'índex de refracció del plàstic.
1,49

b) Calcula l'angle límit, si existeix, quan la llum passa del plàstic a l'aire i quan passa de l'aire al plàstic.
Del plàstic a l'aire, 42,2º . De l'aire al plàstic no hi ha angle límit.

c) Com canviaria el camí si substituíssim el plàstic per un altre material amb un índex de refracció menor. Raona la resposta (optatiu: construeix el raig per a un valor de n escollit per tu).
No es desviaria tant i possiblement acabaria produint una reflexió total per la cara inferior (p.ex. si n = 1,3) o sortint-ne (p.ex. Si n = 1,1)

Fig. 8

3.L’ull humà pot adaptar-se de manera que pot passar d’enfocar objectes llunyans a enfocar objectes pròxims.

a) Fes un esquema de raigs que indiqui com es formen a la retina les imatges d’un objecte quan és a prop i quan és lluny.
Vegeu la figura 9

b) En quin cas és més gran la distància focal del sistema còrnia+cristal•lí?
D.f. més gran per a l'objecte llunyà.

Fig. 9

4.Les persones amb miopia no poden formar a la retina imatges dels objectes que estian més enllà d'una certa distància (punt llunyà). Es pot corregir aquest defecte usant lents que produeixin imatges pròximes dels objectes llunyans. En particular, cal que els objectes situats a l'infinit produeixin imatges al punt llunyà.

a) Quina graduació han de tenir les ulleres d'una persona miop si el seu punt llunyà està a 0,80 m ?
Lents divergents. D.f.= . diòptries.

b) Fes un diagrama de raigs que mostri com serà la imatge, i on estarà situada, d’un objecte de 10 cm d’altura situat a 1,50 m d'aquestes ulleres.
Vegeu la figura 10. Dreta, 3,5 cm, menor, real i a 0,52 m abans de la lent.

5. Les modernes càmeres de fotos recullen la llum amb uns dispositius anomenats CCD (charge coupled device) . La figura 5 mostra la proporció de radiació capturada per un CCD en funció de la longitud d'ona d'aquesta radiació.

a) Per a quin color de la llum visible és més sensible el CCD? A quines freqüències correspon?
Vermell (extrem) . La màxima sensibilitat, per a . El vermell va des d'aquesta freqüència fins a .

b) Com es diu la radiació, no visible per als humans, a la qual el CCD té la màxima sensibilitat?
Infraroig.

c) Compara, amb aquestes dades, la sensibilitat de l'ull humà i la de les càmeres CCD.
El CCD del gràfic és sensible a una franja de l'espectre més ampla que l'ull humà, incloent-hi la radiació IR fins als 1050nm a més de tots els colors de la llum visible.

6.Trobem pantalles LCD (liquid crystal display) en molts dispositius, com per exemple en la pantalla de les calculadores. En aquestes pantalles la llum travessa successivament un filtre polaritzador, un cristall líquid i un altre filtre polaritzador abans de dirigir-se cap als nostres ulls. Els cristalls líquids tenen la propietat de fer girar el pla de polarització de la llum quan estan sotmesos a un camp elèctric.

a) Fes un esquema que mostri les diferents capes d'una pantalla LCD segons la descripció prèvia.
Vegeu la figura 11.

Fig. 11

b) Com han d'estar disposats els dos filtres polaritzadors si volem que no passi llum quan no s'aplica cap camp elèctric al cristall líquid?
Han d'estar creuats (amb direccions de polarització perpendiculars) .

c) Mirem una pantalla LCD amb unes ulleres de sol i no hi veiem res. Proposa una explicació i una solució (sense treure'ns les ulleres) al problema.
Les ulleres de sol deuen ser polaritzades. Cal girar la pantalla (o el cap) 90º.

7.Una fina capa d’oli sura sobre l’aigua. Un raig de llum arriba des de l’aire tal com indica la figura (molt ampliada), de manera que es produeixen dues reflexions, una a la superfície de cada líquid. Els dos raigs dibuixats formen, en trobar-se, una interferència constructiva.

a) Calcula la freqüència del raig i la longitud de l’ona dins de l’oli.

 Autor d'aquesta pàgina: Octavi Plana, professor de Física i Química a l’IES Icària de Barcelona

Aquesta obra està subjecta a una
Llicència de Creative Commons