| El raig de llum:
Anàlisi i aprofundiment del model de raig
de llum en la visió i en situacions i aparells en què
hi hagi miralls i lents. Construcció geomètrica d’imatges
de manera gràfica i mitjançant programes de simulació.
Determinació de la distància focal en miralls i lents
i de la potència de lents convergents i divergents. Disseny i
construcció d’algun instrument òptic. |
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.
b) Considerant l'escala de la figura, determina la distància focal i la potència òptica del mirall i de la lent.
c) Explica per quin motiu és convenient que el mirall sigui molt gran.
d) En el diagrama de raigs, on és l'objecte? I la imatge?
Fig. 1
| El medi:
Anàlisi del comportament de la llum en
canviar de medis i en travessar-los: canvi de la velocitat de propagació,
reflexió, refracció, absorció/transmissió
i dispersió. |
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.
b) Calcula l'angle límit, si existeix, quan la llum passa del plàstic a l'aire i quan passa de l'aire al plàstic.
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).
Fig. 2
| L'ull:
Descripció de l’ull humà
com a sistema òptic. Caracterització de l’ull sa,
l’ull miop, l’ull hipermetrop. Correcció mitjançant
ulleres o lents de contacte o cirurgia. |
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.
b) En quin cas és més gran la distància focal del sistema còrnia+cristal•lí?
 |
| Fig. 3 |
4.Les persones amb miopia no poden formar a la retina imatges dels objectes que estan 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 ?
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.
Fig. 4
| L'espectre visible:
Observació de l’espectre de la llum
visible. Descripció i anàlisi de l’espectre electromagnètic.
Aplicacions i característiques de les diferents bandes de l’espectre.
Caracterització de la llum com a ona. |
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.
Fig. 5
A la taula es mostren les longituds d'ona que corresponen a cada color
| COLOR | vermell |
taronja |
groc |
verd |
blau |
violeta |
| |
635-700 |
590-635 |
560-590 |
520-560 |
450-520 |
400-450 |
a) Per a quin color de la llum visible és més sensible el CCD? A quines freqüències correspon?
b) Com es diu la radiació, no visible per als humans, a la qual el CCD té la màxima sensibilitat?
c) Compara, amb aquestes dades, la sensibilitat de l'ull humà i la de les càmeres CCD.
Dada:
| Polarització:
Observació qualitativa i aplicacions de
la polarització de la llum. |
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.
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?
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.
| Interferències:
Observació experimental de la difracció
i les interferències amb la llum. Anàlisi qualitativa
de la difracció i les interferències utilitzant el principi
de Huygens. Aplicacions de les interferències a la lectura amb
làser. Mesura de la distància entre pistes en un CD o
DVD per difracció amb làser. Aplicació de la difracció
de raigs-X. |
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.
 |
| Fig. 6 |
Autor d'aquesta pągina: Octavi Plana, professor de Física i Química a l’IES Icària de Barcelona
Aquesta
obra estą subjecta a una
Llicčncia
de Creative Commons
