Guía Ondas III: la luz 2016

l
a
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r
P
o
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i
n
c
é
T
ma
a
r
g
o
r
P
FÍ SIC A
Ondas III: la luz
Nº
Ejercicios PSU
1.
Respecto de la luz, ¿cuál de las siguientes afirmaciones es INCORRECTA?
MTP
A)
Su máxima rapidez la alcanza en el vacío.
B)
Se puede propagar en medios sólidos.
C) Su rapidez de propagación es mayor en medios más densos.
D) En medios homogéneos se propaga en línea recta.
E)
Su rapidez de propagación en el vacío es de 300.000 km .
s
2.
La luz puede atravesar los materiales
MC
I) transparentes.
II) translúcidos.
III) opacos.
Es (son) correcta(s)
solo I.
solo II.
solo III.
solo I y II.
I, II y III.
GUICTC003TC32-A16V1
A)
B)
C)
D)
E)
Cpech
1
FÍSICA
3.
Respecto de la luz, es correcto afirmar que
MC
I) es de naturaleza electromagnética.
II) es una onda transversal.
III) no se propaga en medios materiales.
A)
B)
C)
D)
E)
Solo I
Solo II
Solo III
Solo I y II
I, II y III
4.
Tres rayos de luz, roja, verde y violeta, se propagan por el interior de un mismo trozo de vidrio
MC homogéneo y transparente. Respecto de lo anterior, es correcto afirmar que
I)
II)
III)
los tres rayos de luz se propagan con la misma rapidez.
los tres rayos de luz poseen igual frecuencia.
el rayo de luz de color rojo se propaga con mayor rapidez que el de color violeta.
A)
B)
C)
Solo I
Solo II
Solo III
D)
E)
Solo I y II
Solo II y III
5.
¿Cuál de los siguientes comportamientos experimentados por la luz permite comprobar, por sí
MC solo, que la luz blanca está formada por todos los colores del espectro visible?
A)
B)
C)
D)
E)
Propagación de la luz en el vacío.
Dispersión de la luz en una gota de agua.
Transmisión de la luz del aire al agua.
Comportamiento dual de la luz.
Disminución de la velocidad de la luz en los medios más densos.
6.
Considerando el espectro electromagnético, de las siguientes proposiciones, ¿cuál(es) es (son)
MTP característica(s) de la radiación perteneciente al espectro visible de la luz?
2
2
Cpech
I)
II)
III)
Se encuentra entre las ondas de radio y la radiación infrarroja.
En el vacío su rapidez de propagación es menor a la de los rayos Gamma.
Transporta menor cantidad de energía que la radiación ultravioleta.
A)
B)
C)
D)
E)
Solo II
Solo III
Solo I y II
Solo I y III
I, II y III
GUÍA
7.
Un haz de luz monocromática viaja por el vacío, luego ingresa al aire y finalmente al agua.
MC Respecto a las velocidades de propagación de la luz por los medios mencionados, es correcto
afirmar que
A)
B)
C)
D)
E)
Vaire
Vaire
Vagua
Vvacío
Vvacío
=
>
>
>
>
Vagua
Vagua
Vaire
Vagua
Vaire
=
=
=
>
>
Vvacío
Vvacío
Vvacío
Vaire
Vagua
8.
La luz blanca está compuesta por una mezcla de ondas de distinta frecuencia, que corresponden
MC a los colores del espectro visible de la luz. El orden correcto de los siguientes colores, de menor
a mayor frecuencia, es
A)
B)
C)
D)
E)
rojo, amarillo, azul, violeta.
rojo, azul, amarillo, violeta.
violeta, azul, amarillo, rojo.
azul, amarillo, violeta, rojo.
amarillo, violeta, azul, rojo.
9.
Al pintar la superficie de un círculo con los diferentes colores del arcoíris y hacerlo girar rápidamente,
MTP la superficie se ve blanca. Esta experiencia fue realizada por Newton y le permitió probar que
I)
II)
III)
la luz posee naturaleza corpuscular y ondulatoria a la vez.
la luz blanca está compuesta por la mezcla de los colores del arcoíris.
la luz blanca no solo se puede “descomponer” en los colores del espectro visible, sino que
se puede “recomponer” a partir de ellos.
Es (son) correcta(s)
A)
B)
C)
D)
E)
solo I.
solo I y II.
solo I y III.
solo II y III.
I, II y III.
10. ¿Cuál(es) de las siguientes proposiciones es (son) característica(s) de la luz blanca?
MC
I) Experimenta transmisión.
II) Experimenta dispersión.
III) Está compuesta por una mezcla de ondas de distinta frecuencia.
A)
B)
C)
D)
E)
Solo I
Solo II
Solo III
Solo I y II
I, II y III
Cpech
3
FÍSICA
11. ¿Cuál(es) de los siguientes cuerpos es (son) fuente(s) natural(es) de luz?
MC
I) Una luciérnaga
II) La Luna
III) El Sol
A)
B)
C)
D)
E)
Solo I
Solo II
Solo III
Solo I y III
I, II y III
12. Un niño apunta un rayo de luz roja (monocromática) hacia un prisma para observar el fenómeno
MC de dispersión cromática. Es correcto afirmar que el (los) color(es) que el niño observará al emerger
la luz del prisma será(n)
A)
B)
C)
D)
E)
solo el blanco.
solo el rojo.
todos los del arcoíris, excepto el rojo.
todos los del arcoíris.
solo el naranjo.
13. Respecto a las ondas de radio, rayos X y rayos gamma, al propagarse en el vacío es correcto
MC afirmar que todas
A)
B)
C)
D)
E)
poseen igual frecuencia.
poseen igual periodo.
poseen igual longitud de onda.
transportan la misma cantidad de energía.
viajan con la misma rapidez de propagación.
14. ¿Cuál(es) de las siguientes fuentes de luz es (son) secundaria(s)?
MC
I) Una linterna encendida.
II) La Luna llena.
III) Un espejo reflejando la luz del Sol.
A)
B)
C)
D)
E)
4
4
Cpech
Solo I
Solo II
Solo III
Solo I y II
Solo II y III
GUÍA
15. En la siguiente imagen se muestran los perfiles de tres haces de luz, Q, R y S, que viajan por un
MTP mismo medio.
Q
S
R
Se sabe que los haces corresponden a tres tipos de luz diferentes: luz blanca (incoherente), luz
monocromática y luz láser (coherente), aunque se desconoce el orden en el cual se encuentran.
Considerando las características de las ondas que los componen, ¿cuál de las siguientes
alternativas muestra la clasificación correcta de los haces de luz en cuestión?
A)
B)
C)
D)
E)
Luz blanca
Q
Q
R
S
S
Luz monocromática
R
S
Q
R
Q
Luz láser
S
R
S
Q
R
16. Respecto a la luz visible, es correcto afirmar que
MC
A)
transporta mayor energía que los rayos X.
B)
su mayor longitud de onda corresponde al color rojo.
C) posee una frecuencia mayor que la radiación ultravioleta.
D) su menor frecuencia corresponde al color violeta.
E)
viaja más rápido en el agua que en el aire.
Cpech
5
FÍSICA
17. La siguiente imagen corresponde a un cuadro de época que muestra al científico inglés Isaac
MC Newton (1642-1727) estudiando el fenómeno de la dispersión de la luz blanca, en el famoso
experimento en el que utilizó un prisma de cristal y un rayo de luz que entraba por un orificio
hecho en una de las tapas de madera que cubrían una ventana.
Considerando la imagen anterior, es correcto afirmar que lo que se muestra en ella corresponde a
A)
B)
C)
D)
E)
la teoría que explica el fenómeno de la dispersión de la luz blanca.
una hipótesis que permite explicar el fenómeno de la dispersión de la luz blanca.
un modelo que permite comprender el fenómeno de la dispersión de la luz blanca.
la conclusión a la que llegó Newton luego del estudio del fenómeno que observaba.
la ley que le permitió a Newton explicar el fenómeno de la dispersión cromática.
18. Considerando que un rayo láser es un rayo de luz coherente, es correcto afirmar que
MC
I) no experimenta descomposición al atravesar un prisma transparente.
II) en el vacío viaja con una velocidad menor que aquella con la que viaja un rayo de luz
incoherente.
III) es un rayo de luz policromática.
A)
B)
C)
D)
E)
6
6
Cpech
Solo I
Solo II
Solo III
Solo II y III
I, II y III
GUÍA
19. Al incidir sobre un prisma de vidrio un rayo de luz blanca se descompone experimentando
MTP dispersión. La figura adjunta muestra el prisma y los rayos dispersados.
Luz
ca
blan
L
M
N
Respecto de los rayos de luz L, M y N, es correcto afirmar que
I)
II)
III)
L corresponde al color rojo.
la frecuencia del rayo M es mayor que la del rayo L.
la longitud de onda del rayo N es mayor que la del rayo M.
A)
B)
C)
D)
E)
Solo I
Solo I y II
Solo I y III
Solo II y III
I, II y III
20. En un cuarto oscuro se encuentran dispuestas en línea recta frente a una linterna tres pantallas,
MTP E, F y G, una detrás de la otra, separadas entre sí y de material translúcido, transparente y
opaco, respectivamente. Además, entre las pantallas F y G se ha colocado un florero, tal como se
muestra en la figura.
E
F
(Translúcido) (Transparente)
G
(Opaco)
Una persona se sitúa al costado de la mesa sobre la cual se encuentra la linterna, enciende esta
y mira hacia las pantallas. Considerando el material de cada pantalla, es correcto afirmar que el
haz de luz de la linterna
A)
B)
C)
D)
E)
no logra atravesar ninguna de las pantallas y la persona no logra ver el florero.
logra atravesar la pantalla E, sin lograr atravesar las pantallas F y G, y la persona logra ver
el florero, aunque no de forma nítida.
solo atraviesa las pantallas E y F, logrando la persona ver el florero nítidamente.
solo atraviesa las pantallas E y F, logrando la persona ver el florero, aunque no de forma
nítida.
atraviesa las tres pantallas, logrando la persona ver el florero nítidamente.
Cpech
7
FÍSICA
Tabla de corrección
Item
8
8
Cpech
Alternativa
Habilidad
1
Reconocimiento
2
Reconocimiento
3
Reconocimiento
4
Comprensión
5
Comprensión
6
Comprensión
7
Comprensión
8
Reconocimiento
9
Comprensión
10
Reconocimiento
11
Reconocimiento
12
ASE
13
Reconocimiento
14
Reconocimiento
15
ASE
16
Comprensión
17
Comprensión
18
Comprensión
19
ASE
20
ASE
GUÍA
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 su comportamiento con 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
Longitud de Onda
(metros)
Ondas Radio Microondas Infrarrojo Visible
103
10–2
10–5
108
1012
10–6
Ultravioleta
Rayos X
10–8
Rayos Gamma
10–10
10–12
Frecuencia
(Hz)
104
1015
1016
1018
Azul
Violeta
A menor
longitud de
onda, mayor es
la frecuencia
de la radiación.
1020
Espectro visible de la luz
Rojo
Naranjo
Amarillo
Verde
Cpech
9
FÍSICA
Transmisión de ondas de luz
Las ondas de luz, como todas las ondas, tienen la capacidad de propagarse por aquellos medios que
les permitan el paso, pudiendo viajar entre medios diferentes. Es decir, experimentan “transmisión”.
Es importante recordar que, al transmitirse entre dos medios, la onda cambia su velocidad de propagación
y su longitud de onda, pero mantiene constante su frecuencia.
En general, la luz viaja más lentamente en los medios más densos. Así, su rapidez en el vacío es mayor
que en los gases, en los gases es mayor que en los líquidos, y en los líquidos es mayor que en los
sólidos.
El siguiente cuadro muestra la rapidez de propagación aproximada de un rayo de luz viajando por
distintos medios.
Medio
Vacío
Aire
Agua
Diamante
Rapidez en km
s
300.000
300.000
226.000
124.000
En el vacío, todas las ondas electromagnéticas (incluida la luz visible) viajan con la misma rapidez. Esta
es la máxima rapidez que pueden alcanzar y se designa por “c”. Tal como se vio en el cuadro anterior,
el valor de c es (aproximadamente)
c = 3 . 108 m = 300.000 km .
s
s
Así, la velocidad de la luz en el vacío es independiente de la frecuencia de la onda.
Sin embargo, cuando la luz viaja por un medio material (medio dispersivo) las ondas de diferente
frecuencia se propagan con velocidades levemente diferentes. En el vidrio, por ejemplo, la luz roja (la
de menor frecuencia del espectro visible) viaja más rápido que la luz violeta (la de mayor frecuencia).
10
10
Cpech
GUÍA
•
Descomposición o dispersión de la luz
La luz blanca se
descompone al
pasar por un prisma.
Luz blanca
Prisma de cristal
Rojo
Naranja
Amarillo
Verde
Azul
Violeta
Menor frecuencia
Mayor frecuencia
Cuando un rayo de luz blanca pasa a través de un cuerpo transparente, como un prisma de cristal 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 los colores del arcoíris; cada una de estas luces
de color corresponde a una onda de distinta frecuencia. La luz blanca es una luz incoherente
Luz láser
La luz láser es una luz coherente, es decir, está formada por ondas de la misma frecuencia, que viajan
en fase.
Cpech
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