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Hemisferio de vidrio

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  • 1r ciclo Hemisferio de vidrio

    Muy buenas!

    Lo que presento a continuación es un problema que me cayó en mi pasado examen de óptica. Lo pongo porque en su día no supe por donde cogerlo, no se parecía a nada hecho con anterioridad o al menos yo no supe ni imaginarme la solución... Dice así:

    Un hemisferio de vidrio tiene recubierta la cara esférica con una capa metálica reflectante. Dentro del vidrio y sobre el eje del hemisferio hay una partícula a 20 cm de la cara plana. El radio de la superficie es de 30 cm y el índice de refracción del vidrio de 1,5. Un observador situado a 40 cm de la cara plana y mirando a lo largo del eje ve dos imágenes de la partícula.
    a)Explica como se forman estas imágenes, determina la distancia al observador e indica si son reales o virtuales.
    b)Representa el diagrama de rayos de la imagen (Al menos 5 rayos por imagen)

    Os intentaré explicar lo que he pensado pero no le veo mucho sentido:
    En mi primera opción veo tres imágenes, una de la partícula directamente y las otras dos son simétricas (una encima y otra debajo del eje) formadas por los reflejos de la partícula con ángulos muy pequeños.
    Mi segunda opción es que directamente no puedes ver la partícula?¿ y solo ves las dos imágenes simétricas anteriores pero esta vez las causadas por ángulos más grandes (habría que calcularlo, creo que no sería muy difícil con todos los datos)
    No se me ocurren más opciones y estas creo que son erróneas o incompletas. Además pensándolo bien, las dos imágenes simétricas que propongo serian una circunferencia con centro en el eje...

    Solo me gustaría saber cuales son las imágenes que se forman porque no las termino de ver (LOL)

    Si no se entiende algo decidme porque no sabía muy bien como expresar mis dos opciones.

    Gracias!


    PD: por si alguien lo quiere resolver la respuestas son a) 53,3 cm y 80 cm, virtuales.
    Y Dios dijo: \vec{\nabla} \cdot \vec{E} = \frac{\rho}{\epsilon_0} ; \vec{\nabla} \cdot \vec{B} = 0 ; \vec{\nabla} \times \vec{E} = -\frac{\partial \vec{B}}{\partial t } ; \vec{\nabla} \times \vec{B} = \mu_0\vec J + \mu_0 \epsilon_0 \frac{\partial \vec{E}}{\partial t } ...y se hizo la luz

  • #2
    Re: Hemisferio de vidrio

    La primera imagen es la que tu llamas "la partícula directamente". Es el clásico caso de un dioptrio plano, sobre el cual no creo que haya que hacer muchas aclaraciones. Sin hacer números, es sensato suponer que la imagen se "acercará" al observador.

    La segunda imagen no es tan trivial. Primero la partícula emite rayos de luz hacia el espejo. Si nos movemos dentro de los límites de la aproximación paraxial, cualquier rayo de luz tiene su simétrico, pero todos dan la misma imagen. Primero los rayos se encuentran con el espejo, este los devuelve y tras recorrer el hemisferio de vidrio se encuentran con el dioptrio plano. Si quieres hacerlo paso a paso tendríamos lo siguiente: Primero el espejo nos da una imagen de la partícula (y una sola, ¿por qué iba un espejo cóncavo a dar dos imágenes simétricas?). Esta imagen es virtual y está situada detrás del espejo, sobre el eje óptico. Ahora dicha imagen se comporta como objeto para un dioptrio plano, el cual hará la misma función de antes: "acercar" la imagen al observador. Pese al acercamiento, la imagen seguirá siendo virtual. Pero desde luego será 1 sola imagen y estará sobre el eje, y no hay por qué pensar en simétricas.


    Saludos
    [TEX=null]k_BN_A \cdot \dst \sum_{k=0}^{\infty} \dfrac{1}{k!} \cdot 50 \cdot 10_{\text{hex}} \cdot \dfrac{2\pi}{\omega} \cdot \sqrt{-1} \cdot \dfrac{\dd x} {\dd t } \cdot \boxed{^{16}_8\text{X}}[/TEX]

    Comentario


    • #3
      Re: Hemisferio de vidrio

      Muchas gracias Ángel!
      No había tenido en cuenta en ningún lado lo del dioptrio plano...
      La segunda imagen andaba cerca, me he expresado muuy mal, pero mi idea iba por ahí. Aunque no tenia en mente que los rayos reflejados formasen la misma imagen. Viéndolo ahora solo con tener en cuenta lo del dioptrio todo podía haber salido mucho mejor... xDD
      Y Dios dijo: \vec{\nabla} \cdot \vec{E} = \frac{\rho}{\epsilon_0} ; \vec{\nabla} \cdot \vec{B} = 0 ; \vec{\nabla} \times \vec{E} = -\frac{\partial \vec{B}}{\partial t } ; \vec{\nabla} \times \vec{B} = \mu_0\vec J + \mu_0 \epsilon_0 \frac{\partial \vec{E}}{\partial t } ...y se hizo la luz

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