PROBLEMAS RESUELTOS
DE
FISICA

ÓPTICA Y DISPOSITIVOS INTERFERENCIALES

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problemas resueltos

 
Ejercicios de óptica - Enunciado 1

Escríbase la expresión del campo eléctrico en cada uno de los siguientes casos:
    a) una onda plana elípticamente polarizada propagándose en la dirección del eje Y. El eje mayor de la elipse coincide con el eje Z y es doble que el eje menor.

    b) una onda plana linealmente polarizada que se propaga en la dirección del eje X, formando el vector campo eléctrico un ángulo de 30 grados con respecto al eje Y.

    c) una onda plana linealmente polarizada que se propaga en el plano XZ según una dirección qué forma un ángulo de 45 grados con el eje X y cuya dirección del polarización coincide con el eje Y.
Ejercicios de óptica - Enunciado 2

Sea la onda plana:
    \( \displaystyle E = (1 , 1 , 1)·\exp i \left[\frac{\sqrt{2}}{2}·k(x-y) - wt\right] \)
Que incide sobre la superficie \( x=0 \) de separación de dos medios de índices de refracción \( n_1 = 1 \; y\; n_2 = 1,6 \). Determínense las expresiones de las ondas reflejada y transmitida, como sus energías.
Ejercicios de óptica - Enunciado 3

Estudiar la figura de interferencias obtenida con un dispositivo interferencial del tipo Young pero utilizando tres rendijas idénticas y equidistantes. Ejercicios de óptica - Enunciado 4

Sea un biprisma de Fresnel de ángulo en el vértice \( \alpha = 3\pi/4 \) y de índice de refracción \( n = 1,8\). Sobre la cara plana incide normalmente una onda plana.
a) determinar la interfranja (separación entre máximos consecutivos) en la figura de intensidad registrada en una pantalla situada a una distancia “d” del biprisma.
b) ¿varía la anchura de los máximos con la distancia d?.
dibujo

Ejercicios de óptica - Enunciado 5

Sea el dispositivo interferencial del tipo Michelson de la figura, uno de los espejos (\( E_2 \)) es esférico de radio r.
Sí las distancias \( LE_1 \quad y \quad LE_2 \) son iguales y suponemos que incide una plano colimado, minar la amplitud e intensidad luminosa en la región de interferencias sobre la pantalla P. (se supone \( r << d_1\)).
dibujo
Ejercicios de óptica - Enunciado 6

Sea el dispositivo interferencial de tipo Michelson de la figura, que se tiene:

    \( d_1-d_2 << D\:,\: h \:,\: d_1\: ,\: d_2 \)
Nótese que entre la lámina separadora L y la pantalla P no se encuentra situada ninguna lente. Calcúlese:
a) la distribución de intensidades sobre P en una región centrada en O de radio R. (\( R<< D\,,\, h \,,\, d_1\, ,\, d_2 \)), ¿ qué aspecto presenta la figura de interferencias?¿Y si \( d_1=d_2 \) ?
b) la posición de los máximos de la figura de interferencias y la separación entre ellos. Ídem para \(d_1=d_2 \).

Ejercicio de óptica

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Ejercicios de óptica - Enunciado 7

Sea el esquema interferométrico de la figura. Considérese que la fuente puntual F emite luz únicamente hacia los espejos y no directamente hacia la pantalla. Dice la distribución de intensidad en el plano de la pantalla.

Ejercicio de óptica

Ejercicios de óptica - Enunciado 8

Estudiar la figura de interferencias obtenida con un dispositivo interferencial de tipo Young, pero utilizando tres rendijas idénticas colocadas formando un triángulo equilátero de lado \( l \).
Ejercicio de óptica

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Ejercicios de óptica - Enunciado 9

Sea el dispositivo interferencial de la figura: Un foco puntual F ilumina las dos mitades separadas de una lente, \( L_1 \quad y \quad L_2 \), situadas a una distancia de F igual a f y 2f, respectivamente, siendo f la focal.
a) hacer un esquema de la región en donde pueden observarse interferencias.
b)¿ cuál será el espectro de la figura de interferencias sobre P?.
c) en la región de interferencias sobre P y un un pequeño entorno del eje \( z \), calcular la separación entre máximos consecutivos.

Ejercicio de óptica

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Ejercicios de óptica - Enunciado 10

Sea el dispositivo interferencial de tipo Michelson de la figura,

Ejercicio de óptica
en el que se tiene:
    \( (d_1 - d_2) << D \;, \; d_1 \; ; \; d_2 \)
Nótese que entre la lámina separadora L y la pantalla P, NO se encuentra situada ninguna lente. Calcúlese:
a) la distribución de intensidades sobre P en una región centrada en O de radio R (para la que se cumpla \( R<<D, h, d_1, d_2\)) ¿ qué aspecto presenta la figura de interferencias?¿ Y si \( d_1=d_2 \)?.
b) la posición de los máximos de la figura de interferencias y la separación entre ellos. Realícense los mismos cálculos en el caso de que se tenga \( d_1=d_2 \).

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EJERCICIOS RESUELTOS DE ÓPTICA Y DISPOSITIVOS INTERFERENCIALES

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tema escrito por: José Antonio Hervás