SOLUCIONARIO GUÍA TÉCNICO PROFESIONAL Ondas III: la luz

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SOLUCIONARIO GUÍA
TÉCNICO PROFESIONAL
Ondas III: la luz
SGUICTC003TC32-A16V1
Solucionario guía
Ondas III: la luz
Ítem
Alternativa
Habilidad
1
2
3
4
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20
C
D
D
C
B
B
E
A
D
E
E
B
E
E
B
B
C
A
B
D
Reconocimiento
Reconocimiento
Reconocimiento
Comprensión
Comprensión
Comprensión
Comprensión
Reconocimiento
Comprensión
Reconocimiento
Reconocimiento
ASE
Reconocimiento
Reconocimiento
ASE
Comprensión
Comprensión
Comprensión
ASE
ASE
Ítem
Alternativa
1
C
Defensa
Siendo una onda electromagnética, la luz puede viajar por el vacío
y también por medios materiales, sean estos sólidos, líquidos o
gaseosos.
En general, la luz viaja más rápido en los medios menos densos,
alcanzando su mayor velocidad en el vacío; 300.000
km
.
s
Además, en medios homogéneos (es decir, aquellos medios en
los cuales sus características físicas no varían de un punto a otro)
la luz se propaga en línea recta.
2
D
En los materiales transparentes la luz puede atravesar, dejando
ver claramente a través de ellos.
En los materiales translúcidos la luz puede atravesar, pero no se
puede ver con claridad a través de ellos.
En los materiales opacos la luz no puede atravesar, como por
ejemplo en la madera y el cemento.
Por lo tanto:
I) Verdadero
II) Verdadero
III) Falso
3
D
La luz puede viajar por el vacío y también por medios materiales,
por lo que es una onda del tipo electromagnética.
Al propagarse por medios materiales, la luz produce que las
partículas del medio vibren perpendicularmente a su dirección de
propagación, por lo cual se clasifica como una onda transversal.
Por lo tanto:
I) Verdadero
II) Verdadero
III) Falso
4
C
Cada uno de los colores del espectro visible es una onda
electromagnética de distinta frecuencia. Así, los colores rojo,
verde y violeta, son ondas de frecuencias diferentes.
Cuando la luz se transmite por un medio, la velocidad con la que
viaja depende del medio en el que se encuentre, pero también
puede depender de la frecuencia que posea.
-
En el vacío, todas las ondas electromagnéticas (incluida
luz) viajan con la misma rapidez. Esta rapidez es
máxima que pueden alcanzar y se designa por “c”. Así,
velocidad de la luz en el vacío es independiente de
la
la
la
la
-
frecuencia de la onda.
Cuando la luz viaja por un medio material (medio
dispersivo) las ondas de diferente frecuencia se propagan
con velocidades levemente diferentes. En un trozo de
vidrio homogéneo y transparente, por ejemplo, la luz roja
(la de menor frecuencia del espectro visible) viaja más
rápido que la luz violeta (la de mayor frecuencia).
Por lo tanto:
I) Falso
II) Falso
III) Verdadero
5
B
6
B
El fenómeno en el cual un rayo de luz blanca se descompone en
los colores que lo conforman, dejando en evidencia su
composición policromática, es la dispersión.
La siguiente imagen corresponde al espectro electromagnético,
en el cual las ondas electromagnéticas se clasifican según su
frecuencia y/o su longitud de onda. Recuerda que aquellas de
mayor frecuencia son las de menor longitud de onda.
De acuerdo a la imagen, el espectro visible se encuentra entre la
radiación infrarroja y la ultravioleta.
Es importante recordar que, en el vacío, todas las ondas
electromagnéticas (incluida la luz visible) viajan con la misma
rapidez.
La energía transportada por una onda electromagnética es
proporcional a su frecuencia, motivo por el cual las ondas de
mayor frecuencia tienen asociada una mayor cantidad de energía.
Así, siendo la frecuencia de la luz visible menor que la frecuencia
de la radiación ultravioleta, la luz visible transporta una menor
cantidad de energía que la radiación ultravioleta.
Por lo tanto:
I) Falso
II) Falso
III) Verdadero
7
E
En general, la luz viaja más rápido en los medios menos densos,
alcanzando su mayor velocidad en el vacío ( 300.000
km
). Por lo
s
tanto:
Vvacío  Vaire  Vagua
8
A
9
D
Cada uno de los colores del espectro visible de la luz corresponde
a una onda electromagnética de frecuencia diferente. Al
ordenarlas de menor a mayor frecuencia (es decir, de mayor a
menor longitud de onda), nos queda: rojo, naranja, amarillo, verde,
azul y violeta.
La luz blanca está constituida por la mezcla de todos los colores
del espectro visible. Esta es la explicación que dio Newton al
fenómeno de la dispersión de la luz, en el cual, al pasar a través
de un cuerpo transparente como un prisma de cristal o una gota
de agua, un rayo de luz blanca se descompone y se separa en los
colores que la constituyen (los colores del arcoíris). Pero además,
mediante un sencillo experimento, Newton pudo probar que la
mezcla de los colores del espectro visible efectivamente produce
el color blanco; pintó la superficie de un círculo con los diferentes
colores del arcoíris y lo hizo girar rápidamente. Al hacerlo se
percibe la mezcla de los colores del círculo, lo que produce que se
vea de color blanco.
Así, Newton no solo encontró la explicación al fenómeno de
descomposición de la luz en un prisma, sino que también probó
que la luz blanca se podía “recomponer”, mezclando los colores
del espectro visible.
Por lo tanto:
I) Falso
II) Verdadero
III) Verdadero
10
E
La luz, independientemente de su color, es una onda y, por lo
tanto, tiene la capacidad de transmitirse.
La luz blanca está constituida por una superposición de luces de
distintos colores; cada uno de estos colores corresponde a una
onda de distinta longitud de onda y, por lo tanto, de distinta
frecuencia. Al pasar a través de un cuerpo transparente, como un
prisma de cristal o una gota de agua, los colores que forman la luz
blanca se separan, mostrando el “espectro visible de la luz”. Este
fenómeno se denomina descomposición o dispersión de la luz
blanca.
Por lo tanto:
I) Verdadero
II) Verdadero
III) Verdadero
11
E
Los cuerpos que emiten luz se denominan “fuentes de luz”.
Respecto de su naturaleza, las fuentes pueden clasificarse como:


Fuentes naturales: son aquellas que emiten luz sin la
intervención del hombre.
Fuentes artificiales: son aquellas que emiten luz y en
donde existe intervención del hombre.
Así, la luciérnaga, la Luna y el Sol son fuentes naturales de luz.
Por lo tanto:
I) Verdadero
II) Verdadero
III) Verdadero
12
B
Un rayo de luz monocromática está compuesto de ondas de la
misma frecuencia y, por lo tanto, del mismo color. Se trata, por
consiguiente, de un rayo de luz de color “puro”. La luz blanca, por
el contrario, está compuesta por una mezcla de ondas de diferente
frecuencia (diferente color); es una luz incoherente.
Un prisma puede descomponer un rayo de luz blanca que incida
sobre él, separando las luces de distinta frecuencia que la
componen. Sin embargo, si el rayo que incide sobre el prisma es
monocromático (compuesto por una sola frecuencia), no podrá ser
“separado” (dispersado) y emergerá como un rayo del mismo color
al salir del prisma.
Por lo tanto, el color que el niño observará al emerger la luz del
prisma es el rojo.
13
E
Al observar el espectro electromagnético podemos ver que las
ondas de radio, los rayos X y los rayos gamma son ondas de
diferente frecuencia y, por lo tanto, de distinta longitud de onda.
También recuerda que, al tener distinta frecuencia, tienen
diferente periodo, puesto que son inversamente proporcionales.
Por otra parte, debes recordar que en las ondas
electromagnéticas la energía transportada está asociada a la
frecuencia, por lo que ondas de distinta frecuencia transportan
diferentes cantidades de energía.
Por último, en el vacío todas las ondas electromagnéticas viajan
con la misma rapidez ( c  300.000
km
), debido a que en este
s
medio la velocidad de propagación de las ondas es independiente
de la frecuencia.
14
E
La luz es un tipo de energía que nos permite ver los objetos que
nos rodean y proviene de una “fuente de luz”. Respecto de la
forma de emisión, las fuentes de luz se pueden clasificar en:


Fuentes primarias: son aquellas fuentes que emiten luz
propia.
Fuentes secundarias: son aquellas fuentes que reflejan la
luz emitida por algún otro cuerpo.
En el caso de la Luna llena y de un espejo que refleja la luz del
Sol, ambos cuerpos no emiten luz propia sino que solo reflejan la
luz de otra fuente. Por lo tanto, corresponden a fuentes
secundarias de luz. Por el contrario, una linterna encendida emite
su propia luz, por lo que corresponde a una fuente de luz primaria.
Por lo tanto:
I) Falso
II) Verdadero
III) Verdadero
15
B
Un haz de luz es un conjunto de rayos de luz paralelos entre sí,
que provienen de un mismo origen.
La luz blanca está constituida por la superposición de luces de
distintos colores (distinta frecuencia y longitud de onda) que viajan
en desfase, es decir, adelantadas o retrasadas entre sí. Este tipo
de luz se denomina “incoherente” y corresponde al haz de luz del
esquema Q.
En el esquema S se puede observar que el haz de luz está
compuesto por ondas de una misma longitud de onda y frecuencia
(luz de un solo color), pero que viajan desfasadas. Corresponde,
por lo tanto, a un haz de luz “monocromática”.
La luz láser es luz “coherente”, es decir, está compuesta por
ondas de igual frecuencia y longitud de onda, que viajan en fase
(ordenadas entre sí), tal como se puede apreciar en el haz de luz
del esquema R.
Por lo tanto, el orden correcto de los haces de luz es Q, S y R.
16
B
El espectro visible de la luz corresponde a todas las ondas
electromagnéticas que podemos ver y que están comprendidas
entre las ondas del color rojo, las de menor frecuencia (y mayor
longitud de onda), y las del color violeta, las de mayor frecuencia
(y menor longitud de onda).
Al observar el espectro electromagnético, también podemos ver
que el rango visible de la luz corresponde a frecuencias menores
que aquellas de las ondas ultravioleta y de los rayos X y que, por
lo tanto, estas dos últimas transportan una mayor cantidad de
energía.
Por último, en general las ondas electromagnéticas viajan más
lento en los medios más densos, por lo que viajarán más lento en
el agua que en el aire.
Así, la alternativa correcta es la B, pues la mayor longitud de onda
del espectro visible corresponde al color rojo.
17
C
18
A
Un modelo puede entenderse como una representación idealizada
de algún fenómeno o realidad física. Por lo tanto, se trata de una
simplificación que intenta parecerse lo más posible a la realidad
que representa, simulando incluso el comportamiento de esta. En
vista de lo anterior, la imagen del ejercicio corresponde a un
modelo del fenómeno de dispersión experimentado por la luz.
La luz láser está formada por ondas de la misma frecuencia (es
una luz monocromática), pero que viajan todas en fase. A este tipo
de luz se le denomina “coherente”.
Al estar compuesta por ondas de una sola frecuencia, la luz láser
no puede ser dispersada al hacerla pasar por un prisma.
En el vacío, la velocidad de la luz es la misma para todas las
ondas, independientemente del hecho de que la luz sea de tipo
coherente o incoherente.
Por lo tanto:
I) Verdadero
II) Falso
III) Falso
19
B
La luz blanca está compuesta por una superposición de luces de
distintos colores, cada una de las cuales corresponde a una onda
con una longitud de onda determinada y, por lo tanto, de una
frecuencia diferente a las demás.
Al pasar a través de un prisma, cada onda de frecuencia distinta
se refracta en un ángulo diferente, separándose entre sí; la
desviación es mayor mientras mayor es la frecuencia de la luz
refractada.
Ondas de
menor
frecuencia.
Ondas de
mayor
frecuencia.
De acuerdo a lo anterior, al salir del prisma el color rojo (el de
menor frecuencia y mayor longitud de onda) es el menos
desviado, mientras que el color violeta (el de mayor frecuencia y
menor longitud de onda) es el que presenta una mayor desviación.
Así, en el ejercicio tenemos que:
I) Verdadero. L corresponde al color rojo.
II) Verdadero. La frecuencia del rayo M es mayor que la del rayo
L, puesto que M presenta mayor desviación que L.
III) Falso. Si el rayo N presenta una mayor desviación que el rayo
M, significa que su frecuencia es mayor y, por lo tanto, N
corresponde a una onda de menor longitud de onda que M
(frecuencia y longitud de onda son inversamente proporcionales).
Por lo tanto:
I)
Verdadero
II) Verdadero
III) Falso
20
D
Primero, recordemos que:
-
En los materiales translúcidos la luz puede atravesar, pero
no se puede ver con claridad a través de ellos.
-
En los materiales transparentes la luz puede atravesar,
dejando ver claramente a través de ellos.
-
En los materiales opacos la luz no puede atravesar, como
por ejemplo en la madera y el cemento.
En el ejercicio, al encender la linterna la luz atraviesa las pantallas
E (translúcida) y F (transparente), logrando iluminar el florero, pero
no logra atravesar la pantalla G, de material opaco. La persona
ubicada al lado de la linterna, frente a las pantallas, logra ver el
florero (ya que la luz atraviesa las pantallas E y F, iluminándolo),
pero al ser la pantalla E de material translúcido, no logra verlo de
forma nítida.