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Física Universitaria Volumen 3

Preguntas Conceptuales

Física Universitaria Volumen 3Preguntas Conceptuales
  1. Prefacio
  2. Óptica
    1. 1 La naturaleza de la luz
      1. Introducción
      2. 1.1 La propagación de la luz
      3. 1.2 La ley de reflexión
      4. 1.3 Refracción
      5. 1.4 Reflexión interna total
      6. 1.5 Dispersión
      7. 1.6 Principio de Huygens
      8. 1.7 Polarización
      9. Revisión Del Capítulo
        1. Términos Clave
        2. Ecuaciones Clave
        3. Resumen
        4. Preguntas Conceptuales
        5. Problemas
        6. Problemas Adicionales
        7. Problemas De Desafío
    2. 2 Óptica geométrica y formación de imágenes
      1. Introducción
      2. 2.1 Imágenes formadas por espejos planos
      3. 2.2 Espejos esféricos
      4. 2.3 Imágenes formadas por refracción
      5. 2.4 Lentes delgadas
      6. 2.5 El ojo
      7. 2.6 La cámara
      8. 2.7 La lupa simple
      9. 2.8 Microscopios y telescopios
      10. Revisión Del Capítulo
        1. Términos Clave
        2. Ecuaciones Clave
        3. Resumen
        4. Preguntas Conceptuales
        5. Problemas
        6. Problemas Adicionales
    3. 3 Interferencias
      1. Introducción
      2. 3.1 Interferencia de doble rendija de Young
      3. 3.2 Matemáticas de la interferencia
      4. 3.3 Interferencias de rendijas múltiples
      5. 3.4 Interferencia de película delgada
      6. 3.5 El interferómetro de Michelson
      7. Revisión Del Capítulo
        1. Términos Clave
        2. Ecuaciones Clave
        3. Resumen
        4. Preguntas Conceptuales
        5. Problemas
        6. Problemas Adicionales
        7. Problemas De Desafío
    4. 4 Difracción
      1. Introducción
      2. 4.1 Difracción de una rendija
      3. 4.2 Intensidad en la difracción de una rendija
      4. 4.3 Difracción de doble rendija
      5. 4.4 Rejillas de difracción
      6. 4.5 Aberturas circulares y resolución
      7. 4.6 Difracción de rayos X
      8. 4.7 Holografía
      9. Revisión Del Capítulo
        1. Términos Clave
        2. Ecuaciones Clave
        3. Resumen
        4. Preguntas Conceptuales
        5. Problemas
        6. Problemas Adicionales
        7. Problemas De Desafío
  3. Física moderna
    1. 5 Relatividad
      1. Introducción
      2. 5.1 Invariancia de las leyes físicas
      3. 5.2 Relatividad de la simultaneidad
      4. 5.3 Dilatación del tiempo
      5. 5.4 Contracción de longitud
      6. 5.5 La transformación de Lorentz
      7. 5.6 Transformación relativista de la velocidad
      8. 5.7 Efecto Doppler para la luz
      9. 5.8 Momento relativista
      10. 5.9 Energía relativista
      11. Revisión Del Capítulo
        1. Términos Clave
        2. Ecuaciones Clave
        3. Resumen
        4. Preguntas Conceptuales
        5. Problemas
        6. Problemas Adicionales
    2. 6 Fotones y ondas de materia
      1. Introducción
      2. 6.1 Radiación de cuerpo negro
      3. 6.2 Efecto fotoeléctrico
      4. 6.3 El efecto Compton
      5. 6.4 Modelo de Bohr del átomo de hidrógeno
      6. 6.5 Las ondas de materia de De Broglie
      7. 6.6 Dualidad onda-partícula
      8. Revisión Del Capítulo
        1. Términos Clave
        2. Ecuaciones Clave
        3. Resumen
        4. Preguntas Conceptuales
        5. Problemas
        6. Problemas Adicionales
    3. 7 Mecánica cuántica
      1. Introducción
      2. 7.1 Funciones de onda
      3. 7.2 El principio de incertidumbre de Heisenberg
      4. 7.3 La ecuación de Schrӧdinger
      5. 7.4 La partícula cuántica en una caja
      6. 7.5 El oscilador armónico cuántico
      7. 7.6 El efecto túnel de las partículas a través de las barreras de potencial
      8. Revisión Del Capítulo
        1. Términos Clave
        2. Ecuaciones Clave
        3. Resumen
        4. Preguntas Conceptuales
        5. Problemas
        6. Problemas Adicionales
        7. Problemas De Desafío
    4. 8 Estructura atómica
      1. Introducción
      2. 8.1 El átomo de hidrógeno
      3. 8.2 Momento dipolar magnético orbital del electrón
      4. 8.3 Espín del electrón
      5. 8.4 El principio de exclusión y la tabla periódica
      6. 8.5 Espectros atómicos y rayos X
      7. 8.6 Láseres
      8. Revisión Del Capítulo
        1. Términos Clave
        2. Ecuaciones Clave
        3. Resumen
        4. Preguntas Conceptuales
        5. Problemas
        6. Problemas Adicionales
    5. 9 Física de la materia condensada
      1. Introducción
      2. 9.1 Tipos de enlaces moleculares
      3. 9.2 Espectros moleculares
      4. 9.3 Enlaces en los sólidos cristalinos
      5. 9.4 Modelo de electrones libres de los metales
      6. 9.5 Teoría de bandas de los sólidos
      7. 9.6 Semiconductores y dopaje
      8. 9.7 Dispositivos semiconductores
      9. 9.8 Superconductividad
      10. Revisión Del Capítulo
        1. Términos Clave
        2. Ecuaciones Clave
        3. Resumen
        4. Preguntas Conceptuales
        5. Problemas
        6. Problemas Adicionales
        7. Problemas De Desafío
    6. 10 Física nuclear
      1. Introducción
      2. 10.1 Propiedades de los núcleos
      3. 10.2 Energía de enlace nuclear
      4. 10.3 Decaimiento radioactivo
      5. 10.4 Reacciones nucleares
      6. 10.5 Fisión
      7. 10.6 Fusión nuclear
      8. 10.7 Usos médicos y efectos biológicos de la radiación nuclear
      9. Revisión Del Capítulo
        1. Términos Clave
        2. Ecuaciones Clave
        3. Resumen
        4. Preguntas Conceptuales
        5. Problemas
        6. Problemas Adicionales
        7. Problemas De Desafío
    7. 11 Física de partículas y cosmología
      1. Introducción
      2. 11.1 Introducción a la física de partículas
      3. 11.2 Leyes de conservación de las partículas
      4. 11.3 Cuarks
      5. 11.4 Aceleradores y detectores de partículas
      6. 11.5 El modelo estándar
      7. 11.6 El Big Bang
      8. 11.7 Evolución del universo primigenio
      9. Revisión Del Capítulo
        1. Términos Clave
        2. Ecuaciones Clave
        3. Resumen
        4. Preguntas Conceptuales
        5. Problemas
        6. Problemas Adicionales
        7. Problemas De Desafío
  4. A Unidades
  5. B Factores de conversión
  6. C Constantes fundamentales
  7. D Datos astronómicos
  8. E Fórmulas matemáticas
  9. F Química
  10. G El alfabeto griego
  11. Clave de Respuestas
    1. Capítulo 1
    2. Capítulo 2
    3. Capítulo 3
    4. Capítulo 4
    5. Capítulo 5
    6. Capítulo 6
    7. Capítulo 7
    8. Capítulo 8
    9. Capítulo 9
    10. Capítulo 10
    11. Capítulo 11
  12. Índice

Preguntas Conceptuales

3.1 Interferencia de doble rendija de Young

1 .

El experimento de la doble rendija de Young divide un único haz de luz en dos fuentes. ¿Se obtendría el mismo patrón para dos fuentes de luz independientes, como los faros de un automóvil lejano? Explique.

2 .

¿Es posible crear un montaje experimental en el que solo haya interferencia destructiva? Explique.

3 .

¿Por qué dos pequeñas lámparas de sodio, mantenidas cerca, no producen un patrón de interferencia en una pantalla distante? ¿Y si las lámparas de sodio se sustituyeran por dos punteros láser colocados juntos?

3.2 Matemáticas de la interferencia

4 .

Suponga que utiliza la misma doble rendija para realizar el experimento de la doble rendija de Young en el aire y luego repite el experimento en el agua. ¿Los ángulos de las mismas partes del patrón de interferencia aumentan o disminuyen? ¿El color de la luz cambia? Explique.

5 .

¿Por qué se utiliza la luz monocromática en el experimento de la doble rendija? ¿Qué pasaría si se utilizara la luz blanca?

3.4 Interferencia de película delgada

6 .

¿Qué efecto tiene el aumento del ángulo de la cuña en el espaciado de las franjas de interferencia? Si el ángulo de la cuña es demasiado grande, no se observan las franjas. ¿Por qué?

7 .

¿Cómo se relaciona la diferencia de trayectorias de dos ondas luminosas originalmente en fase con el hecho de que interfieran de forma constructiva o destructiva? ¿Cómo puede esto afectar la reflexión? ¿Por refracción?

8 .

¿Existe un cambio de fase en la luz reflejada por cualquiera de las dos superficies de una lente de contacto que flota en la capa lagrimal de una persona? El índice de refracción de la lente es de aproximadamente 1,5 y su superficie superior está seca.

9 .

Al colocar una muestra en un portaobjetos, se coloca un cubreobjetos sobre una gota de agua en el portaobjetos. La luz que incide desde arriba puede reflejarse en la parte superior e inferior de la cubierta de cristal y en el portaobjetos de cristal que está debajo de la gota de agua. ¿En qué superficies habrá un cambio de fase en la luz reflejada?

10 .

Responda a la pregunta anterior si el fluido entre las dos piezas de vidrio crown es disulfuro de carbono.

11 .

Mientras contempla el valor alimentario de una loncha de jamón, se fija en el arcoíris de colores que refleja su superficie húmeda. Explique su origen.

12 .

Un inventor observa que una burbuja de jabón es oscura en su parte más delgada y se da cuenta de que se está produciendo una interferencia destructiva para todas las longitudes de onda. ¿Cómo podría utilizar estos conocimientos para fabricar un revestimiento antirreflejante para lentes que sea eficaz en todas las longitudes de onda? Es decir, ¿qué límites tendría el índice de refracción y el grosor del revestimiento? ¿Cómo podría ser esto poco práctico?

13 .

Un revestimiento antirreflejante, como el descrito en el Ejemplo 3.3, funciona idealmente para una sola longitud de onda y para una incidencia perpendicular. ¿Qué ocurre con otras longitudes de onda y otras direcciones de incidencia? Especifique

14 .

¿Por qué es mucho más difícil ver las franjas de interferencia de la luz reflejada en un trozo de vidrio grueso que en una película delgada? ¿Sería más fácil si se utilizara luz monocromática?

3.5 El interferómetro de Michelson

15 .

Describa cómo puede utilizarse un interferómetro de Michelson para medir el índice de refracción de un gas (incluido el aire).

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