Ejercicio 4A · Física PAU Asturias Extraordinaria 2022

Tema: Óptica geométrica: lentes, espejos y el ojo · Del examen Extraordinaria (2022)

Enunciado

DATOS y CONSTANTES FÍSICAS

G=6.67×10−11 N⋅m2⋅kg−2G = 6.67\times 10^{-11}\text{ N}\cdot\text{m}^2\cdot\text{kg}^{-2} · k=9.0×109 N⋅m2⋅C−2k = 9.0\times 10^9\text{ N}\cdot\text{m}^2\cdot\text{C}^{-2} · mp+=mn=1.67×10−27 kgm_{\text{p}^+} = m_{\text{n}} = 1.67\times 10^{-27}\text{ kg} · c=3.0×108 m⋅s−1c = 3.0\times 10^8\text{ m}\cdot\text{s}^{-1}

μ0=4π×10−7 T⋅m⋅A−1\mu_0 = 4\pi\times 10^{-7}\text{ T}\cdot\text{m}\cdot\text{A}^{-1} · ∣qe−∣=∣qp+∣=1.6×10−19 C|q_{\text{e}^-}| = |q_{\text{p}^+}| = 1.6\times 10^{-19}\text{ C} · me−=9.11×10−31 kgm_{\text{e}^-} = 9.11\times 10^{-31}\text{ kg} · h=6.63×10−34 J⋅sh = 6.63\times 10^{-34}\text{ J}\cdot\text{s}

4A. Calcula la distancia a la que debe colocarse un objeto delante de una lente convergente cuya distancia focal es de 0.50 m0.50\text{ m}, para que se forme una imagen virtual, derecha y tres veces mayor que un objeto de 1 cm1\text{ cm} de altura. (1 punto)

Realiza el trazado de rayos correspondiente, identificando los elementos principales de la lente, el objeto y la imagen formada, así como las posiciones en las que deben situarse. (1 punto)

Enunciado: Ejercicio 4A · Física PAU Asturias Extraordinaria 2022

Solución

Según los criterios oficiales de corrección

Calcula la distancia a la que debe colocarse un objeto delante de una lente convergente cuya distancia focal es de 0.50 m, para que se forme una imagen virtual, derecha y tres veces mayor que un objeto de 1 cm de altura.

Solución: −0,33 m-0{,}33\text{ m} / −33,3 cm-33{,}3\text{ cm}

Realiza el trazado de rayos correspondiente, identificando los elementos principales de la lente, el objeto y la imagen formada, así como las posiciones en las que deben situarse.

Solución: Dado que la lente es convergente y que la imagen formada debe ser virtual y derecha, el objeto está situado entre la focal y la lente (s=−0.33 m<f=−0.5 ms = -0.33\text{ m} < f = -0.5\text{ m}). Además, la imagen tiene un tamaño tres veces mayor que el objeto y por tanto se formará en un punto del eje situado a una distancia tres veces superior a la del objeto de la lente (s′=−0.99 ms' = -0.99\text{ m}), hacia la izquierda de ésta, según se representa en la figura.

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