Ejercicio 4 · Física PAU Cantabria Extraordinaria 2021

Tema: Óptica geométrica: lentes delgadas · Del examen Extraordinaria (2021)

Enunciado

Ejercicio 4. [2,5 PUNTOS]

Se dispone de una lente delgada divergente de distancia focal en valor absoluto de 15 cm15\text{ cm}. Determinar, efectuando un trazado de rayos cualitativo:

a)

[1,5 PUNTOS] La posición y altura de la imagen formada por la lente si un objeto de 4 cm4\text{ cm} de altura se encuentra situado delante de ella, a una distancia de 10 cm10\text{ cm}.

b)

[1 PUNTO] La naturaleza (real/virtual, derecha/invertida, mayor/menor) de la imagen formada, justificando la respuesta.

Enunciado: Ejercicio 4 · Física PAU Cantabria Extraordinaria 2021

Solución

Según los criterios oficiales de corrección

Trazado de rayos cualitativo

Solución: Trazado con un rayo paralelo al eje óptico que diverge emergiendo en la dirección que pasa por el foco imagen F′F' (situado delante de la lente), y un rayo dirigido al centro óptico que continúa sin desviarse. La intersección de las prolongaciones determina una imagen virtual situada entre la lente y el foco imagen.

a) Posición de la imagen formada por la lente (s′s')

Solución: −6 cm-6\text{ cm} / −0,06 m-0{,}06\text{ m}

a) Altura de la imagen formada por la lente (y′y')

Solución: 2,4 cm2{,}4\text{ cm} / 0,024 m0{,}024\text{ m}

b) Naturaleza (real/virtual, derecha/invertida, mayor/menor) de la imagen

Solución: Virtual, derecha y menor

b) Justificación de la naturaleza de la imagen

Solución: Puesto que s′=−6 cm<0s' = -6\text{ cm} < 0, la imagen se forma antes de la lente por la prolongación de los rayos refractados, siendo virtual. Como β=0,6>0\beta = 0{,}6 > 0, la imagen es derecha. Dado que ∣β∣=0,6<1|\beta| = 0{,}6 < 1, su tamaño es menor que el del objeto.

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