22146530 - IB Documents PAST PAPERS - SUBJECT/Group 4 … · observador estacionario. B hacia el...

38 páginas

M14/4/PHYSI/SP3/SPA/TZ0/XX

Jueves 8 de mayo de 2014 (tarde)

físicaNivel medioPrueba 3

InSTruccIoneS PArA loS AluMnoS

• escriba su número de convocatoria en las casillas de arriba.• no abra esta prueba hasta que se lo autoricen.• conteste todas las preguntas de dos de las opciones.• escriba sus respuestas en las casillas provistas.• en esta prueba es necesario usar una calculadora.• Se necesita una copia sin anotaciones del Cuadernillo de datos de Física para esta prueba.• la puntuación máxima para esta prueba de examen es [40 puntos].

opción Preguntas

opción A — Visión y fenómenos ondulatorios 1 – 3

opción B — Física cuántica y física nuclear 4 – 6

opción c — Tecnología digital 7 – 9

opción D — relatividad y física de partículas 10 – 11

opción e — Astrofísica 12 – 14

opción F — comunicaciones 15 – 17

opción G — ondas electromagnéticas 18 – 19

© International Baccalaureate Organization 2014

Número de convocatoria del alumno

1 hora

Código del examen

2 2 1 4 – 6 5 3 0

40EP01

22146530

– 2 – M14/4/PHYSI/SP3/SPA/TZ0/XX

40EP02

No escriba en esta página.

Las respuestas que se escriban en esta página no serán corregidas.

– 3 –

Véase al dorso


40EP03

Opción A — Visión y fenómenos ondulatorios

1. Esta pregunta trata del ojo y la visión.

(a) Seproyectaluzverdesobreunfiltroamarillo.Indiqueelcolordelaluzquesetransmiteatravésdelfiltro. [1]

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(b) (i) Se iluminaunobjetoblanco con intensidades iguales de luz roja y luzverde almismotiempo.Indiqueelcolorquemostraráelobjetoaunobservador. [1]

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(ii) Seobservaotroobjetoblancoaplenaluzdelsol.Resuma,aludiendoalascélulas de la retina sensiblesalaluz,porquéelobjetoseveconmásclaridadcuandoseloobservadirectamenteynoporelrabillodelojo. [2]

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(La opción A continúa en la página siguiente)


40EP04

(Opción A: continuación)

2. Esta pregunta trata del efecto Doppler.

(a) Describa qué se entiende por efecto Doppler. [2]

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(b) Un niño en un carrusel (tiovivo) se desplaza con rapidez de 6,5ms–1 siguiendo una trayectoria circular horizontal ABCDA. A gran distancia del carrusel se encuentra un observador estacionario.

B

hacia el observador estacionario

niño 6,5ms–1

A C

D

ElniñohacesonarunsilbatomientrassedesplazadesdelaposiciónBhastalaposiciónD.El silbato emite sonidode frecuencia850Hz. La rapidez del sonido en el aire es de330ms–1.

(i) Determinelafrecuenciamínimadelsonidoescuchadoporelobservador. [2]

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–5–

Véase al dorso


40EP05

(Continuación: opción A, pregunta 2)

(ii) Describa la variación en la frecuencia del sonido escuchado por el observador. [2]

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3. Esta pregunta trata de la resolución y de la polarización.

(a) IndiqueelcriteriodeRayleigh. [2]

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40EP06


(b) Un barco se dirige hacia dos torres de piedra construidas sobre tierra.

torres de piedrabarco

(no a escala)

Emlyn,queestáenelbarco,contemplalastorres.LaspupilasdelosojosdeEmlyntienen 2,0 mm dediámetrocadauna.Lalongituddeondamediadelaluzsolaresde 550 nm.

(i) CalculelaseparaciónangulardelasdostorrescuandolasimágenesdelastorresaparecenapenasresueltasparaEmlyn. [1]

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(ii) Emlyn puede tener las imágenes de las dos torres apenas resueltas cuando sudistanciaalastorresesde11km.Determineladistanciaentrelasdostorres. [2]

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– 7 –

Véase al dorso


40EP07


(c) Derepente,aumentalaintensidaddelaluzdelsol.Comoresultado,seproduceuncambioenladistanciaentreEmlynylastorresparalacuallasimágenesquedanapenasresueltas.Indiqueyexplique,enrelaciónconlarespuestadelojo,cómovaríaestadistancia. [3]

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(d) Emlynseponeunasgafasdesolpolarizantes.Expliquecómoestas gafas de sol reducen laintensidaddelaluz,reflejadadelmar,queentraenlosojosdeEmlyn. [2]

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Fin de la opción A

–8– M14/4/PHYSI/SP3/SPA/TZ0/XX

40EP08

Opción B — Física cuántica y física nuclear

4. Estapreguntatratadeladualidadonda–partícula.

(a) Describa qué se entiende por hipótesis de De Broglie. [2]

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(b) Seaceleradesdeelreposounapartículademasa6,4×10–27kgycarga3,2×10–19 C a través deunadiferenciadepotencialde25kV.

(i) Calculelaenergíacinéticadelapartícula. [1]

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(ii) DeterminelalongituddeondadeDeBrogliedelapartícula. [3]

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(La opción B continúa en la página siguiente)

– 9 –

Véase al dorso


40EP09

(Opción B: continuación)

5. Estapreguntatratadelosespectrosatómicos.

(a) Expliquecómolaslíneasespectralesatómicasproporcionanevidenciadelaexistenciadenivelesdiscretosdeenergíaenloselectronesdelosátomos. [3]

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40EP10

(Continuación: opción B, pregunta 5)

(b) Eldiagramamuestraalgunosdelosnivelesdeenergíadeunátomodehidrógeno.

energía/eV

– 0,85– 1,51

– 3,40

– 13,6 estadofundamental

(i) Calculelalongituddeondadelfotónqueseemitecuandounelectrónsedesplazadesdeelniveldeenergíade– 3,40eVhastaelniveldeenergía– 13,6eV. [3]

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(ii) Indiqueyexpliquesiesposiblequeunátomodehidrógenoenelestadofundamentalabsorbaunfotónconenergíade12,5eV. [2]

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– 11 –

Véase al dorso


40EP11

(Opción B: continuación)

6. Esta pregunta trata de la desintegración radiactiva.

(a) Definalaconstante de desintegración de un isótopo radiactivo. [1]

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(b) Demuestrequelaconstantededesintegraciónλestárelacionadaconlasemivida 12

T por laexpresión

12

ln 2Tλ = . [2]

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(c) Elestroncio-90esunisótoporadiactivoconunasemividade28años.Calculeeltiemponecesarioparaquesedesintegreun65%delosnúcleosdeestroncio-90enunamuestradel isótopo. [3]

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Fin de la opción B


40EP12

Opción C — Tecnología digital

7. Esta pregunta trata de los dispositivos digitales.

(a) Seconvierteunaseñalanalógicade22Venunaseñaldigital.

(i) Determineelnúmerobinarioqueequivaleal22. [1]

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(ii) Resumacómosealmacenaestaseñaldigitaleneldiscocompacto(CD). [2]

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(iii) DescribacómoserecuperalainformaciónalmacenadaenelCD. [2]

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(La opción C continúa en la página siguiente)

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Véase al dorso


40EP13

(Continuación: opción C, pregunta 7)

(b) La información digital puede almacenarse también en un dispositivo acoplado por carga (CCD).

(i) Laluzqueincidesobreunpíxelhacequeseformeunadiferenciadepotencialatravésdelpíxel.Indiquelapropiedaddelaluzincidentequeesproporcionalaladiferencia de potencial. [1]

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(ii) Losfotonesque incidensobreunpíxeldeunCCDconcretodanunaenergíade 4,5×10–16J al píxel. La frecuencia de los fotones es de 6,2×1014Hz. El rendimiento cuántico de un píxel es del 84% y la capacitancia del píxel es de25pF.Determineladiferenciadepotencialqueseformaatravésdelpíxel. [4]

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40EP14

(Opción C: continuación)

8. Estapreguntatratadelosamplificadoresoperacionales(AO).

(a) Eldiagramamuestraunamplificadorinversor.

RF

VEN

R

(líneadevoltajecero)

VSAL

ElAOfuncionaconunafuenteenergéticade±6,0V.LaresistenciadeRFesde75kΩ y la resistencia de Resde15kΩ.

(i) IndiqueunapropiedaddeunAOideal. [1]

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

(ii) Determinelagananciadelazocerradodelamplificadorinversor. [1]

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(iii) Calcule el voltaje de entrada para el que se alcanza saturación positiva. [1]

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Véase al dorso


40EP15

(Continuación: opción C, pregunta 8)

(b) El voltaje de entrada Venelamplificadorinversorde(a)varíaconeltiempot de acuerdo conlagráfica.

V/V 6

4

2

0

– 2

– 4

– 6

10 2 3 4 t/ms

Sobrelosejes,esquematiceunagráficaquemuestrecómovaríaconeltiempoelvoltaje de salida. [3]

9. Estapreguntatratadelsistemadetelefoníamóvil.

UnpasajerodetrenenFranciatieneunaconversacióndediezminutosatravésdesuteléfonomóvil con un amigo enCanadá. Resuma el papel de las estaciones base, el comunicacióncelularylaredtelefónicaconmutadapública(RTC)enestallamadatelefónica. [4]

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Fin de la opción C


40EP16

Opción D — Relatividad y física de partículas

10. Estapreguntatratadelacinemáticarelativista.

El diagrama muestra una nave espacial desplazándose más allá de la Tierra en ruta a un planetaP.ElplanetaseencuentraenreposorespectoalaTierra.

0,60c

nave espacial

Tierra

12 años-luz

planeta P

Ladistanciaentre laTierrayelplanetaPesde12años-luzmedidaporobservadores sobre laTierra.Lanaveespacialsedesplazacon una rapidezde0,60cconrespectoalaTierra.

Considere dos sucesos: Suceso 1: CuandolanaveespacialpasasobrelaTierra Suceso 2: Cuando la nave espacial pasa sobre el planeta P

JudyestáenlanaveespacialyPeterestáenreposoenlaTierra.

(a) Indiquelarazónporlacualelintervalodetiempoentreelsuceso1yelsuceso2esunintervalodetiempopropiotalcomolomideJudy. [1]

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(b) (i) Calculeelintervalodetiempoentreelsuceso1yelsuceso2segúnPeter. [1]

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(La opción D continúa en la página siguiente)

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Véase al dorso


40EP17

(Continuación: opción D, pregunta 10)

(ii) Calculeelintervalodetiempoentreelsuceso1yelsuceso2segúnJudy. [2]

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(c) Judy considera que se encuentra en reposo. Según Judy, la Tierra y el planeta P sedesplazan hacia la izquierda.

(i) Calcule,deacuerdoconJudy,ladistanciaqueseparaalaTierradelplanetaP. [1]

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(ii) Utilizandosusrespuestasde(b)(ii)y(c)(i),determinelarapidez del planeta P con respecto a la nave espacial. [1]

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(iii) Comentesurespuestaa(c)(ii). [1]

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40EP18


(d) EnunpuntointermedioentrelaTierrayelplanetaP,lanaveespacialpasajuntoaunaestaciónespacialenreposorespectoalaTierrayalplanetaP.Eneseinstante,seenvíanseñalesde radiohacia lanaveespacialdesde laTierray elplanetaP. Las señales seemitensimultáneamentesegúnunobservadorSenreposoendelaestaciónespacial.

0,60c

Tierra

nave espacial

observador S

planeta P

estación espacial

Determine,deacuerdoconJudyenlanaveespacial,quéseñalseemiteprimero. [3]

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– 19 –

Véase al dorso


40EP19

(Opción D: continuación)

11. Estapreguntatratadelasinteraccionesfundamentales.

(a) El kaón es un hadrón cuya estructura de quarks es K us+ = .

(i) IndiqueyexpliquesiesaplicablealoskaoneselprincipiodeexclusióndePauli. [2]

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(ii) Se suministra energía al kaón para fragmentar la partícula en sus quarksconstituyentes. Prediga, en relación con el color de los quarks, qué ocurrirá alsuministrarcadavezmásenergíaalK+. [3]

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40EP20


(b) El kaón (K us )+ = se desintegra en un antimuón y un neutrino, tal comomuestra eldiagramadeFeynman.

u

s

+µ

µν

(i) ExpliqueporquélapartículavirtualdeestediagramadeFeynmanhadeserunapartículadeintercambiodelainteraccióndébil. [2]

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(ii) La masa de la partícula virtual de (b)(i) es aproximadamente de 80GeVc–2. Estimeelrangodelainteraccióndébil. [2]

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(c) UnestudianteafirmaqueelK+ se produce en las desintegraciones de neutrones de acuerdo con la reacción n K e+ −→ + .Indiqueunarazónporlacualesfalsaestaafirmación. [1]

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Fin de la opción D

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Véase al dorso


40EP21




40EP22

Opción E — Astrofísica

12. Esta pregunta trata de objetos en el universo.

(a) Indiqueuna diferencia entre

(i) una estrella de la secuencia principal y un planeta. [1]

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(ii) uncúmuloestelaryunaconstelación. [1]

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(La opción E continúa en la página siguiente)

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Véase al dorso


40EP23

(Continuación: opción E, pregunta 12)

(b) Indiquecómo

(i) sesabequelasestrellasdelasecuenciaprincipalestánformadasensumayorpartede hidrógeno. [1]

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(ii) permanece en equilibrio una estrella de la secuencia principal pese a tener granmasa. [1]

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(c) Lagráficamuestralavariaciónconlalongituddeondadelaintensidaddeunaestrelladela secuencia principal.

intensidad

100 200 300 400 500 600 700 800 longitud de onda/nm

Calculelatemperaturasuperficialdeestaestrella. [2]

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40EP24

(Opción E: continuación)

13. Esta pregunta trata de una estrella cefeida.

(a) Lagráficamuestralavariaciónconeltiempotdelamagnitudaparentem de una estrella cefeida concreta.

m

15,2

15,3

15,4

15,5

15,6

15,7

15,8

15,90 2 4 6 8 t/días

Indique

(i) quémidelamagnitudaparente. [1]

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(ii) larazóndelavariaciónenlamagnitudaparentedelaestrella. [1]

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Véase al dorso


40EP25

(Continuación: opción E, pregunta 13)

(b) El período T, en días, de variación de la magnitud aparente está relacionado con lamagnitudabsolutamediaM de la estrella de (a) a través de la siguiente ecuación.

M T= − × −( , lg ) ,2 81 1 43

Determineladistanciaalaestrella. [5]

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(c) El brillo aparente de la estrella cefeida es b = × − −1 5 10 14 2, Wm .Determinelaluminosidadde la estrella. [3]

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40EP26

(Opción E: continuación)

14. Esta pregunta trata de la radiación de fondo cósmica de microondas (CMB, Cosmic Microwave Background).

(a) Indiquedoscaracterísticasdelaradiacióndefondocósmicademicroondas(CMB). [2]

1. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

(b) ExpliquecómolaradiaciónCMBproporcionaevidenciadelmodelodelBigBangconununiversoenexpansión. [2]

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Fin de la opción E

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Véase al dorso


40EP27




40EP28

Opción F — Comunicaciones

15. Estapreguntatratadelamodulación.

(a) (i) Expliquequéseentiendepormodulacióndefrecuencia(FM). [2]

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(ii) Lagráficamuestralavariaciónconeltiempot del voltaje V de una onda portadora moduladaenfrecuencia.Laamplituddelaondadeseñalesde1,0V.

V/V 1,5

1,0

0,5

0,0

–0,5

–1,0

–1,5

1,0 2,0 2,51,50,50,0 t/μs

Sobre los ejes, dibuje una gráfica esquemática quemuestre la variación con eltiempot del voltaje de la onda de señal. [2]

(La opción F continúa en la página siguiente)

– 29 –

Véase al dorso


40EP29

(Continuación: opción F, pregunta 15)

(b) Utilizandolagráficade(a)(ii),determinelafrecuenciade

(i) la onda portadora. [1]

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(ii) la onda de señal. [2]

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(c) Indique una ventaja y una desventaja de la modulación FM al compararla con lamodulacióndeamplitud(AM). [2]

Ventaja:

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Desventaja:

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40EP30

(Opción F: continuación)

16. Estapreguntatratadelmuestreo.

Semuestreaunaseñalanalógica.Lagráficamuestralavariaciónconeltiempot del voltaje V decadamuestra.

V/V

12

10

8

6

4

2

00 0,5 1,0 1,5 2,0 t/ms

Seredondeaelvoltajedecadamuestrahastaelenteromáspróximo.

(a) Determinelafrecuenciademuestreo. [2]

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .


– 31 –

Véase al dorso


40EP31


(b) Elmayorvoltajeenunamuestraesde12V.Determineelnúmeromínimodebitsquesenecesitanpararepresentarcadamuestra. [2]

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

(c) Calculeelequivalentebinariodelaséptimamuestra. [1]

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40EP32

(Opción F: continuación)

17. Estapreguntatratadelatransmisióndigitalydelasfibrasópticas.

(a) Indiquequéseentiendeporatenuación. [1]

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– 33 –

Véase al dorso


40EP33


(b) Sevaatransmitirunaseñaldigitalalolargodeunafibraóptica.Elcocienteentreseñal

y ruido señal

ruido

quees10lg PP

enlafibranodebecaerpordebajodelos35dB.

Se dispone de los siguientes datos.

Atenuaciónporunidaddelongituddelafibraóptica = 2,6dBkm–1

La potencia de la señal de entrada es señalP = = 88mW

Lapotenciadelruidoenlafibraesconstanteen ruidoP = = 52pW

(i) Determine,utilizandolosdatos,lamayordistanciaquepuederecorrerlaseñalantesdequetengaqueseramplificada. [3]

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

(ii) Lafibraópticatieneunalongitudtotalde5600km.Eltiempototaldetransmisiónalolargodelalongituddelafibraesde28ms.Estimeelíndicede refracción del núcleodelafibra. [2]

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Fin de la opción F


40EP34

Opción G — Ondas electromagnéticas

18. Esta pregunta trata de una lupa y de un telescopio.

(a) Seutilizacomolupaunalentedelgadaconvergente(convexa).SecolocaunobjetoOentreunpuntofocaldelalenteyelcentrodelalente.Semuestranlospuntosfocalesdelalente,marcadosconlaletraF.

O

F F

lenteconvexa

(i) Definaeltérminopunto focal. [2]

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(ii) Sobreeldiagrama,construyarayosquesitúenlaposicióndelaimagendelobjeto.RotuleconIlaimagen. [3]

(La opción G continúa en la página siguiente)

–35–

Véase al dorso


40EP35

(Continuación: opción G, pregunta 18)

(b) Semodificalaposicióndelalentede(a)demodoquelaimagenvirtualdelobjetoseformaenelpuntopróximodelojo.Elojoestámuycercadelalente.

(i) Definaeltérminopunto próximo. [1]

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(ii) Resumalaventajadeformarlaimagenenlaposicióndelpuntopróximodelojo. [1]

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(c) La lente de (a) tiene una longitud focal de 6,0cmy pasa a utilizarse comoocular deun telescopio astronómico. La lente objetivo del telescopio tiene una longitud focal de90cm.Eltelescopioseutilizaconajustenormal.

(i) Indiquelaseparaciónentrelalenteobjetivoylalenteocular. [1]

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(ii) Determinelaamplificaciónangulardeltelescopio. [2]

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40EP36

(Opción G: continuación)

19. Esta pregunta trata de la interferencia.

Laluzdeunláserincidesobredosrendijasparalelasidénticas. Laluz,alpasarporlasdosrendijas,produceunpatróndefranjassobreunapantalla.

luz

A franja brillante

B franja oscura

C franja brillante

dos rendijas pantalla (no a escala)

En C se produce una franja brillante central. La siguiente franja brillante se produce en A y hay una franja oscura en B.

(a) Laluzdelláserescoherenteymonocromática.Resumaquéseentiendeporlostérminos

(i) coherente. [1]

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(ii) monocromático. [1]

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– 37 –

Véase al dorso


40EP37


(b) Indiqueladiferenciadefaseentrelasondaslumínicasdelasdosrendijasquesejuntan en B. [1]

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(c) Ladistanciadesdelasdosrendijashastalapantallaesde1,5m. LadistanciaBCesde1,8mmyladistanciaentrelasrendijasesde0,30mm.

(i) Demuestrequeelláserproduceluzconlongituddeondaiguala720nm. [3]

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(ii) Indiqueladiferenciadecamino,enmetros,entrelasondasquesejuntanenB. [1]

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40EP38


(d) La luz del láser pasa a incidir en perpendicular sobre una red de difracción. El ángulo entrelosmáximosdeintensidaddetercerordenesde78.

luz,λ = 720nm 78

tercerorden,n = 3

tercerorden,n = 3 red de difracción

Determineelnúmerodelíneaspormetrodelareddedifracción. [3]

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Fin de la opción G



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