Flashcards: Òptica

Totes les targetes del tema

Per fer-hi una ullada ràpida o repassar-les en paper.

1. 1. Què és l'índex de refracció d'un medi?

   El quocient $n = c/v$ entre la velocitat de la llum al buit i la del medi. Sempre $n \geq 1$: com més gran, més a poc a poc hi va la llum. A l'aigua, $1{,}33$; al vidre, $1{,}5$.

2. 2. Què diu la llei de la reflexió?

   L'angle de reflexió és igual a l'angle d'incidència, tots dos mesurats respecte a la normal (la perpendicular a la superfície).

3. 3. Enuncia la llei de Snell i digues què és cada símbol.

   $n_1 \sin\theta_1 = n_2 \sin\theta_2$: $n_1$ i $n_2$ són els índexs de refracció dels dos medis, $\theta_1$ l'angle d'incidència i $\theta_2$ el de refracció.

4. 4. Error típic: mesurar els angles de la llei de Snell respecte a la superfície. Què és el correcte?

   Els angles es prenen sempre respecte a la normal, la perpendicular a la superfície de separació, no respecte al pla de separació.

5. 5. Quan un raig passa a un medi de més índex de refracció, cap on es desvia?

   S'acosta a la normal: l'angle de refracció és més petit que el d'incidència. Si passa a un medi de menys índex, se n'allunya.

6. 6. En refractar-se, quina magnitud de la llum no canvia: la velocitat, la longitud d'ona o la freqüència?

   La freqüència, que la fixa la font. Canvien la velocitat i la longitud d'ona: en un medi d'índex $n$, $\lambda = \lambda_0/n$.

7. 7. Què és la reflexió total i quan es produeix?

   Quan la llum va d'un medi més dens a un de menys dens i l'angle d'incidència supera l'angle límit, no es refracta gens: es reflecteix tota.

8. 8. Fórmula de l'angle límit i condició perquè existeixi.

   $\sin\theta_L = n_2/n_1$, on $n_1$ és l'índex del medi d'on ve la llum i $n_2$ el del segon medi. Només existeix si $n_1 > n_2$.

9. 9. Quin fenomen fa funcionar la fibra òptica?

   La reflexió total: la llum incideix a les parets amb angles superiors a l'angle límit i queda atrapada dins la fibra, rebotant sense sortir.

10. 10. Què diu el criteri de signes DIN per a lents i miralls?

    Les distàncies es mesuren des del centre de la lent (o el vèrtex del mirall) i són positives en el sentit en què avança la llum, cap a la dreta. Les de l'esquerra són negatives.

11. 11. Quin signe té la distància focal imatge $f'$ d'una lent convergent i d'una de divergent?

    Positiu en una lent convergent ($f' > 0$) i negatiu en una de divergent ($f' < 0$).

12. 12. Equació de les lents primes.

    $\dfrac{1}{s'} - \dfrac{1}{s} = \dfrac{1}{f'}$, amb $s$ la posició de l'objecte, $s'$ la de la imatge i $f'$ la distància focal imatge, totes amb el criteri DIN.

13. 13. Error típic: posar la distància de l'objecte amb signe positiu a l'equació de les lents. Què és el correcte?

    Amb el criteri DIN, l'objecte real és a l'esquerra de la lent i $s$ és negativa. Si la poses positiva, la imatge et surt on no toca.

14. 14. Com saps si la imatge d'una lent és real o virtual?

    Pel signe de $s'$: si $s' > 0$, és real (es forma a l'altre costat i es pot projectar en una pantalla); si $s' < 0$, és virtual (només es veu a través de la lent).

15. 15. Fórmula de l'augment lateral d'una lent i què et diu el seu signe.

    $m = s'/s$. Si $m > 0$, la imatge és dreta; si $m < 0$, és invertida.

16. 16. Què et diu el valor absolut de l'augment lateral $m$?

    La mida relativa de la imatge: si $|m| > 1$, és més gran que l'objecte; si $|m| < 1$, més petita. L'alçada de la imatge és $y' = m\,y$.

17. 17. Què és la potència d'una lent i en quina unitat es mesura?

    $P = 1/f'$, amb $f'$ en metres. Es mesura en diòptries (D): una lent de $f' = 0{,}5\ \mathrm{m}$ té $P = 2\ \mathrm{D}$. És positiva en les lents convergents.

18. 18. Com és la imatge d'una lupa, és a dir, d'un objecte situat entre el focus i una lent convergent?

    Virtual, dreta i més gran que l'objecte. Per això només es veu mirant a través de la lent i no es pot projectar.

19. 19. Com és sempre la imatge d'un objecte real donada per una lent divergent?

    Virtual, dreta i més petita que l'objecte, sigui on sigui l'objecte.

20. 20. Com és la imatge que forma un mirall pla?

    Virtual, dreta, de la mateixa mida ($m = +1$) i a la mateixa distància del mirall que l'objecte, però a l'altre costat.

21. 21. Què és la difracció de la llum?

    La desviació de la llum en passar per una escletxa estreta o vora un obstacle: s'escampa i arriba a la zona on hi hauria d'haver ombra. És un fenomen propi de les ones.

22. 22. Quan és apreciable la difracció?

    Quan l'escletxa o l'obstacle té una mida comparable a la longitud d'ona. Per això el so ($\lambda$ de centímetres a metres) envolta una cantonada i la llum ($\lambda \approx 5 \cdot 10^{-7}\ \mathrm{m}$) no.

23. 23. Què és la interferència de la llum?

    La superposició de dos feixos: on arriben en fase se sumen (franges brillants) i on arriben en oposició es cancel·len (franges fosques). Ho mostra l'experiment de la doble escletxa de Young.

24. 24. Per què la difracció i la interferència demostren que la llum és una ona?

    El model de rajos rectes no pot explicar que la llum es doblegui vora les vores ni que dos feixos sumats donin franges fosques. Només ho explica el caràcter ondulatori de la llum.