Problema 3 · Física PAU Castilla-La Mancha Extraordinaria 2025

Tema: Óptica geométrica: lentes, espejos y el ojo · Del examen Extraordinaria (2025)

Enunciado

PROBLEMA 3.- (2,5 puntos) A una distancia de 30 cm30\text{ cm} a la izquierda de una lente convergente se sitúa un objeto de 2 cm2\text{ cm} de altura. La imagen del objeto se forma a 20 cm20\text{ cm} a la derecha de la lente. Elige dos apartados a realizar:

a)

(1,25 puntos) Hallar el punto focal de la lente y realizar un trazado de rayos, explicando las reglas de trazado para los rayos que uses. Indica las características de la imagen.

b)

(1,25 puntos) Determinar numéricamente la potencia de la lente, el aumento lateral del sistema óptico y el tamaño de la imagen.

c)

(1,25 puntos) Si el objeto se sitúa en el punto focal de la lente y posteriormente en el doble del punto focal, ¿cuál será el aumento lateral en uno y otro caso? Realizar el trazado de rayos indicando como será la imagen formada para cada uno de los dos casos.

Enunciado: Problema 3 · Física PAU Castilla-La Mancha Extraordinaria 2025

Solución

Según los criterios oficiales de corrección

a) Hallar el punto focal de la lente

Solución: 1212 cm / 0,120{,}12 m

a) Indica las características de la imagen

Solución: Real, invertida y menor

b) Determinar numéricamente la potencia de la lente

Solución: 8,338{,}33 D / 8,338{,}33 m⁻¹

b) Aumento lateral del sistema óptico

Solución: -0,667 / -2/3

b) Tamaño de la imagen

Solución: -1,33 cm / -0,0133 m

c) Aumento lateral cuando s = f

Solución: infinito / ∞ / no se forma imagen

c) Aumento lateral cuando s = 2f

Solución: -1

c) Características de la imagen cuando s = 2f

Solución: Real, invertida e igual

Foto de los trazados de rayos (apartado c)

Solución: Dos diagramas de rayos: 1) Con el objeto en el foco anterior F, los rayos refractados emergen paralelos entre sí hacia el infinito. 2) Con el objeto a distancia 2f, el rayo paralelo se refracta pasando por F' y el rayo por el centro óptico sigue recto sin desviarse, cortándose a una distancia 2f' a la derecha para formar una imagen real, invertida y de igual tamaño.

Trazados de rayos requeridos en los apartados a) y c)

Solución: Apartado a): Apartado c) caso s=fs = f: Apartado c) caso s=2fs = 2f:

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