problemas_tecnoluz_temas14.pdf - TEMA 1 Introducci\u00f3n \u00bfQu\u00e9 es la luz Pr 1-1 Determinar el campo B y hacer el esquema de una onda electromagn\u00e9tica

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TEMA 1) Introducción: ¿Qué es la luz? Pr. 1-1 . Determinar el campo B y hacer el esquema de una onda electromagnética armónica plana cuyo campo E vale . ¿En qué dirección se propaga la onda? Resp . Pr. 1-2 . ¿Cuál es el índice de refracción de un vidrio, si su constante dieléctrica relativa vale 2.31? Cuánto vale la velocidad de propagación de la luz en el vidrio? Resp . n = 1.52 Pr. 1-3 Pr. 1-4 Resp . Pr. 1-5 Pr. 1-6
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Pr. 1-7 . La longitud de onda de la luz visible varía desde el violeta en los 390 nm al rojo en los 790 nm. Calcula el correspondiente intervalo de variación de la frecuencia. Pr. 1-8 . ¿Cuántas ondas de luz amarilla (λ = 580 nm) caben en una distancia igual al grosor de una hoja de papel (0.1 mm)? ¿Cuánto espacio ocupa un treno de microondas ( ν = 10GHz) que contiene el mismo número de ondas? Pr. 1-9 Pr. 1-10 Pr. 1-11 . La luz de una lámpara de sodio (λ = 589 nm) pasa a través de un tanque de 20 m de largo. La luz tarda en un tiempo t 1 en atravesar el tanque cuando está lleno de glicerina ( n = 1,47), y un tiempo t 2 si está lleno de bisolfuro de carbono ( n = 1.63). Calcula la diferencia entre los dos tiempos.
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Resp . Pr. 1-12 Pr. 1-13 . La energía que fluye a través de una sección ortogonal a una onda e.m. por unidad de superficie y de tiempo es dada por el valor medio temporal del vector de Poynting S , y se indica con la letra I . Demuestra que en unidades SI, S se expresa en W/m 2 . Demuestra que para una onda armónica en el espacio libre es : , que se puede también escribir como: Resp . Pr. 1-14 . Calcula la densidad de flujo para una onda electromagnética (e.m.) plana cuyo campo E (también llamado campo óptico) sólo tiene componente z dada por: Resp. Pr. 1-15 . El umbral de sensibilidad del ojo humano es aproximadamente de 100 fotones por segundo a la longitud de onda de 550 nm (a la que el ojo es más sensible). Calcula el umbral de sensibilidad en potencia. Pr. 1-16 . ¿Cuál es la energía del fotón (en J) que corresponde a una onda de 60 Hz emitida por una línea eléctrica? ¿Cómo se compara con la energía de un fotón de luz visible?
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Resp . Pr. 1-17 . La irradiancia, en la superficie de la Tierra, debida sólo a la luz difusa por la atmósfera en un día soleado es típicamente del orden de 80 W m –2 . ¿Cuánto es el campo eléctrico asociado? Considerando que esta luz de color ligeramente azulado tiene una longitud de onda media de 500 nm, encuentra cuantos fotones por segundo llegan a tu ojo, si tu pupila tiene un diámetro de 3 mm. Resp . Pr. 1-18 . Un haz colimado de densidad 10 W/cm 2 incide normalmente sobre una superficie perfectamente absorbente de área 1 cm 2 . Si esto ocurre durante 1000 s, ¿cuánta energía se imparte a la superficie? Resp . 10 4 J Pr. 1-19 . Una onda monocromática de longitud de onda de 500 nm se propaga en el vacío en la dirección positiva del eje y. Si el campo B se confina en el plano xy y la densidad de flujo radiante es 1.197 W m –2 , determinar el campo E .
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