PROBLEMA 3 · Física PAU Castilla-La Mancha Ordinaria 2025

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

Enunciado

PROBLEMA 3.- (2.5 puntos) A una distancia de 5 cm5\text{ cm} a la izquierda de una lente divergente de 10 dioptrıˊas10\text{ dioptrías} de potencia, se sitúa un objeto de 10 cm10\text{ cm} de altura. Elige dos apartados a realizar:

a)

(1.25 puntos) Realizar un trazado de rayos para localizar la posición y el tamaño de la imagen, explicando las reglas de trazado para los rayos que uses. Indica las características de la imagen.

b)

(1.25 puntos) Determinar numéricamente la posición de la imagen y su tamaño, así como el aumento lateral de este sistema óptico.

c)

(1.25 puntos) Si sustituimos la lente por una lente convergente con la misma potencia, calcular la posición de la imagen y su tamaño. Realizar un trazado de rayos para ilustrarlo, indicando razonadamente si la imagen es real o virtual.

Enunciado: PROBLEMA 3 · Física PAU Castilla-La Mancha Ordinaria 2025

Solución

Según los criterios oficiales de corrección

a) Reglas de trazado para los rayos y características de la imagen

Solución: Reglas de trazado: 1. Rayo paralelo al eje óptico diverge en la dirección del foco imagen F' (se prolonga hacia F'). 2. Rayo que incide hacia el centro óptico de la lente pasa sin desviarse. Características: imagen virtual, derecha y menor (disminuida).

b) Posición de la imagen s'

Solución: −3,33 cm-3{,}33\text{ cm} / −0,0333 m-0{,}0333\text{ m}

b) Aumento lateral m

Solución: 0.67

b) Tamaño de la imagen y'

Solución: 6,67 cm6{,}67\text{ cm} / 0,0667 m0{,}0667\text{ m}

c) Posición de la imagen s' para lente convergente

Solución: −10 cm-10\text{ cm} / −0,1 m-0{,}1\text{ m}

c) Tamaño de la imagen y' para lente convergente

Solución: 20 cm20\text{ cm} / 0,2 m0{,}2\text{ m}

c) Justificación de si la imagen es real o virtual

Solución: La imagen es virtual porque se forma a partir de las prolongaciones hacia atrás de los rayos refractados divergentes (s' < 0).

Trazados de rayos de los apartados a) y c)

Solución: Apartado a): Trazado con lente divergente: rayo paralelo diverge desde F', rayo central sin desvío. Imagen virtual, menor y derecha. Apartado c): Trazado con lente convergente: rayo paralelo pasa por F', rayo central no se desvía. Las prolongaciones hacia atrás convergen formando una imagen virtual, mayor y derecha.

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