Tema W06

Respuesta correcta: A) Lentes convergentes

• A) Lentes convergentes¡Correcto! Los telescopios refractores utilizan lentes convergentes (objetivo y ocular) para concentrar y refractar la luz de objetos lejanos.
• B) Espejos cóncavosIncorrecto. Los espejos cóncavos reflejan la luz y se utilizan en los telescopios reflectores (tipo Newton), no en los refractores.
• C) Espejos convexosIncorrecto. Los espejos convexos divergen la luz y forman imágenes virtuales reducidas, no se usan como objetivo principal de telescopios.
• D) Prismas polarizadoresIncorrecto. Los prismas polarizadores filtran la oscilación de la luz, pero no se encargan de refractarla para formar imágenes astronómicas ampliadas.

Respuesta correcta: B) Dispersión cromática de la luz

• A) Interferencia constructivaIncorrecto. La interferencia es la superposición de frentes de onda, no la separación de colores de la luz blanca por refracción en un prisma.
• B) Dispersión cromática de la luz¡Correcto! La dispersión cromática ocurre porque el índice de refracción de un material depende de la longitud de onda de la luz, refractando cada color con distinto ángulo.
• C) Difracción de rendijaIncorrecto. La difracción describe cómo la luz bordea bordes o pasa por aberturas estrechas; no descompone la luz según su índice de refracción de forma cromática.
• D) Polarización linealIncorrecto. La polarización restringe el plano de oscilación de las ondas electromagnéticas, pero no descompone el espectro de colores de la luz blanca.

Respuesta correcta: C) Espejo convexo

• A) Espejo cóncavoIncorrecto. Los espejos cóncavos pueden formar imágenes reales, invertidas o ampliadas dependiendo de la distancia del objeto, lo que no sirve para retrovisores de seguridad estándar.
• B) Espejo planoIncorrecto. Los espejos planos forman imágenes del mismo tamaño que el objeto, sin ampliar el campo visual.
• C) Espejo convexo¡Correcto! Los espejos convexos divergen los rayos de luz y siempre generan imágenes virtuales, derechas y de menor tamaño, abarcando un mayor campo de visión.
• D) Espejo parabólico cóncavoIncorrecto. Estos espejos concentran los rayos paralelos en un punto focal (como en antenas o focos), no se usan para retrovisores de gran angular.

Respuesta correcta: A) Lentes convergentes o biconvexas

• A) Lentes convergentes o biconvexas¡Correcto! Las lentes convergentes desvían los rayos de luz hacia adentro, logrando que el enfoque se desplace hacia adelante y converja exactamente sobre la retina.
• B) Lentes divergentes o bicóncavasIncorrecto. Las lentes divergentes separan los rayos de luz y se utilizan para corregir la miopía, no la hipermetropía.
• C) Lentes polarizadas planasIncorrecto. Las lentes polarizadas reducen el deslumbramiento reflejado por superficies planas, pero no corrigen defectos de refracción del ojo.
• D) Espejos convexos de seguridadIncorrecto. Los espejos reflejan la luz y no se insertan en lentes de anteojos graduados para corregir la refracción intraocular.

Respuesta correcta: D) Reflexión interna total.

• A) Refracción total hacia el aire con un ángulo de desvío de $90^\circ$.Incorrecto. Si el ángulo de incidencia supera el crítico, la luz no se refracta hacia el aire; se queda en el agua.
• B) Dispersión cromática monocromática.Incorrecto. El láser emite luz de un solo color (monocromática) por lo que no puede dispersarse en un arcoíris.
• C) Difracción de haz polarizado.Incorrecto. La difracción describe el bordear de obstáculos, no el comportamiento en una interfaz lisa superando el ángulo límite.
• D) Reflexión interna total.¡Correcto! Cuando la luz viaja de un medio más denso a uno menos denso con un ángulo de incidencia superior al crítico, se refleja al 100% de vuelta al medio de origen.

Respuesta correcta: B) La velocidad de propagación

• A) La frecuencia de oscilación molecularIncorrecto. La frecuencia varía enormemente; las ondas de radio tienen bajas frecuencias y los rayos X tienen frecuencias sumamente altas.
• B) La velocidad de propagación¡Correcto! En el vacío, todas las ondas electromagnéticas viajan exactamente a la misma velocidad constante: la velocidad de la luz $c \approx 3 \times 10^8 \text{ m/s}$.
• C) La longitud de onda de oscilaciónIncorrecto. La longitud de onda es variable e inversamente proporcional a la frecuencia de cada tipo de radiación.
• D) La cantidad de energía que transportanIncorrecto. La energía de un fotón depende directamente de su frecuencia ($E = h \cdot f$); radiaciones de alta frecuencia portan mucha más energía.

Respuesta correcta: C) Virtual, derecha, simétrica y del mismo tamaño que el objeto.

• A) Real, invertida y de mayor tamaño que el objeto.Incorrecto. Las imágenes reales se forman delante del espejo y las de los espejos planos se forman de forma virtual detrás del espejo y derechas.
• B) Virtual, invertida y de menor tamaño que el objeto.Incorrecto. La imagen en un espejo plano no aparece de cabeza o invertida verticalmente.
• C) Virtual, derecha, simétrica y del mismo tamaño que el objeto.¡Correcto! La imagen se forma por la prolongación de los rayos reflejados, a la misma distancia detrás del espejo y conserva el tamaño.
• D) Real, derecha y de menor tamaño que el objeto.Incorrecto. Un espejo plano nunca genera imágenes reales enfocadas delante del espejo.

Respuesta correcta: A) Entre el foco de la lente y el centro óptico de la lupa.

• A) Entre el foco de la lente y el centro óptico de la lupa.¡Correcto! Colocar el objeto muy cerca, entre el foco y la lente, genera rayos refractados divergentes cuyas prolongaciones forman una imagen ampliada, derecha y virtual.
• B) Exactamente sobre el punto focal (foco) de la lente.Incorrecto. Si el objeto se ubica en el foco, los rayos refractados emergen paralelos y no se interceptan, por lo que no se forma ninguna imagen.
• C) Más allá del centro de curvatura o doble de la distancia focal.Incorrecto. Colocarlo muy lejos producirá una imagen real, invertida y reducida en tamaño.
• D) Entre el foco y el doble de la distancia focal de la lente.Incorrecto. En esta posición la imagen será real, invertida y de mayor tamaño, lo cual requeriría una pantalla para verse y se vería al revés.

Respuesta correcta: B) $200.000 \text{ km/s}$

• A) $300.000 \text{ km/s}$Incorrecto. Esta velocidad solo se alcanza en el vacío; al entrar al vidrio la luz interactúa con la materia reduciendo su velocidad.
• B) $200.000 \text{ km/s}$¡Correcto! Por definición del índice de refracción $n = c/v$, despejamos $v = c/n = 300.000 / 1,5 = 200.000 \text{ km/s}$.
• C) $450.000 \text{ km/s}$Incorrecto. Has multiplicado la velocidad por el índice de refracción ($c \cdot n$), resultando en una velocidad mayor a la constante universal c.
• D) $150.000 \text{ km/s}$Incorrecto. Has dividido la constante de la luz por el valor incorrecto del índice, estimando mal la relación física de la refracción.

Respuesta correcta: C) Un filtro polarizador

• A) Un filtro dispersor prismáticoIncorrecto. Un prisma separaría la luz en colores difuminando la foto con aberraciones cromáticas, no bloquea reflejos.
• B) Un filtro de difracción de rejillaIncorrecto. La rejilla difractaría la luz en patrones de interferencia de colores brillantes no deseados en la fotografía paisajística.
• C) Un filtro polarizador¡Correcto! Un filtro polarizador absorbe selectivamente las ondas de luz reflejadas que oscilan horizontalmente, eliminando destellos molestos.
• D) Una lente divergente doble cóncavaIncorrecto. Las lentes bicóncavas divergen la luz alterando el enfoque de la cámara, pero no polarizan ni eliminan los reflejos del agua.

Respuesta correcta: A) Porque el globo ocular es más largo de lo normal y las imágenes lejanas se enfocan por delante de la retina.

• A) Porque el globo ocular es más largo de lo normal y las imágenes lejanas se enfocan por delante de la retina.¡Correcto! En el ojo miope los rayos convergen antes de llegar a la retina debido a un exceso de curvatura o longitud del globo ocular.
• B) Porque el cristalino es demasiado plano y las imágenes se forman detrás de la retina.Incorrecto. Esto causaría que las imágenes se enfoquen detrás de la retina, lo cual describe la hipermetropía, no la miopía.
• C) Porque los bastones de la retina se han desgastado por completo.Incorrecto. La pérdida de bastones afectaría la visión nocturna en blanco y negro, no causa problemas de enfoque refractivo lejano.
• D) Porque la pupila permanece completamente dilatada bloqueando el paso de luz.Incorrecto. La pupila dilatada regula el paso de luz, pero no modifica la distancia focal estructural del globo ocular miope.

Respuesta correcta: C) El ángulo de refracción es menor (el rayo se acerca a la normal) y la velocidad de la luz disminuye.

• A) El ángulo de refracción es mayor y la velocidad de la luz aumenta.Incorrecto. Al ingresar a un medio más denso, la luz se ralentiza y se dobla hacia la normal, por lo que el ángulo disminuye.
• B) El ángulo de refracción es mayor y la velocidad de la luz disminuye.Incorrecto. El ángulo con respecto a la línea normal disminuye al pasar a un medio con mayor índice de refracción.
• C) El ángulo de refracción es menor (el rayo se acerca a la normal) y la velocidad de la luz disminuye.¡Correcto! Según la ley de Snell, al pasar a un medio de mayor índice de refracción, el rayo se desvía acercándose a la normal y la velocidad disminuye.
• D) El ángulo de refracción es menor y la velocidad de la luz aumenta de forma instantánea.Incorrecto. La luz se propaga a menor velocidad en el agua que en el aire debido al aumento del índice de refracción.

Respuesta correcta: B) Virtual, derecha y de menor tamaño que el objeto.

• A) Real, invertida y de mayor tamaño que el objeto.Incorrecto. Las lentes divergentes nunca forman imágenes reales ni invertidas a partir de objetos reales solitarios.
• B) Virtual, derecha y de menor tamaño que el objeto.¡Correcto! Al divergir los rayos refractados, la imagen se forma en la intersección de sus proyecciones de forma virtual, derecha y reducida.
• C) Virtual, invertida y del mismo tamaño que el objeto.Incorrecto. Las imágenes virtuales generadas por lentes delgadas divergentes son siempre derechas, no invertidas.
• D) Real, derecha y de mayor tamaño que el objeto.Incorrecto. Una lente divergente sola no puede proyectar una imagen real enfocada delante de ella.

Respuesta correcta: C) A menor longitud de onda, mayor es la frecuencia y mayor es la energía del fotón.

• A) A mayor longitud de onda, mayor es la frecuencia y mayor es la energía del fotón.Incorrecto. La longitud de onda y la frecuencia son inversamente proporcionales, no directamente proporcionales.
• B) La energía de los fotones es independiente de la frecuencia de la onda electromagnética.Incorrecto. La relación de Planck establece que la energía es directamente proporcional a la frecuencia ($E = h \cdot f$).
• C) A menor longitud de onda, mayor es la frecuencia y mayor es la energía del fotón.¡Correcto! Ondas con longitudes de onda cortas (como rayos gamma) oscilan a frecuencias muy altas, transportando una gran energía fotónica.
• D) A mayor frecuencia, menor es la energía y mayor es la velocidad de la luz en el vacío.Incorrecto. Mayor frecuencia se traduce en mayor energía fotónica, y la velocidad de la luz en el vacío es constante para todas las ondas.

Respuesta correcta: C) Refracción por gradientes de temperatura

• A) Polarización térmicaIncorrecto. La polarización se refiere a la dirección de oscilación del vector eléctrico, no desvía la luz por diferencias de temperatura del aire.
• B) Difracción atmosféricaIncorrecto. La difracción describe cómo la luz rodea bordes, no tiene relación con el desvío curvo por gradientes térmicos del aire.
• C) Refracción por gradientes de temperatura¡Correcto! El aire caliente cerca del asfalto es menos denso, modificando el índice de refracción y curvando los rayos de luz hacia arriba por refracción continua.
• D) Dispersión cromática del aire secoIncorrecto. La dispersión cromática descompone la luz en arcoíris (como un prisma); los espejismos no separan los colores de esta forma.

Respuesta correcta: B) Aberración cromática

• A) Aberración esféricaIncorrecto. La aberración esférica se debe a la forma geométrica imperfecta de la lente que enfoca rayos marginales y centrales en puntos distintos, no a diferencias de color.
• B) Aberración cromática¡Correcto! La aberración cromática es la distorsión del color causada por la dispersión de la luz en la lente, enfocando cada color a distancias diferentes.
• C) Coma astigmáticaIncorrecto. El coma es una aberración geométrica para objetos fuera del eje óptico principal, no se debe a la dispersión cromática de colores.
• D) Polarización difractadaIncorrecto. Este término no define ninguna aberración óptica o defecto de enfoque de color en lentes delgadas.

Respuesta correcta: A) Real, invertida y de igual tamaño que el objeto.

• A) Real, invertida y de igual tamaño que el objeto.¡Correcto! Al situar el objeto exactamente en el centro de curvatura $C$, los rayos se reflejan cruzándose en el mismo punto $C$ de forma real e invertida y con igual escala.
• B) Virtual, derecha y de igual tamaño que el objeto.Incorrecto. Un espejo cóncavo forma imágenes virtuales solo si el objeto está dentro de la distancia focal, y en ese caso son aumentadas, no de igual tamaño.
• C) Real, derecha y de menor tamaño que el objeto.Incorrecto. Las imágenes reales formadas por espejos cóncavos siempre se proyectan de forma invertida (de cabeza).
• D) No se forma ninguna imagen enfocada.Incorrecto. No se forma imagen cuando el objeto se sitúa exactamente sobre el punto focal (foco) del espejo cóncavo, pero en $C$ sí se forma.

Respuesta correcta: C) Los rayos ultravioleta de onda corta (UV-C), rayos X y rayos gamma

• A) Las microondas domésticasIncorrecto. Las microondas tienen baja frecuencia y solo provocan rotación y calentamiento de las moléculas de agua, no ionizan átomos.
• B) La radiación infrarrojaIncorrecto. La radiación infrarroja provoca vibración térmica molecular, careciendo de la energía fotónica para arrancar electrones celulares.
• C) Los rayos ultravioleta de onda corta (UV-C), rayos X y rayos gamma¡Correcto! Estas radiaciones de altísima frecuencia y corta longitud de onda poseen fotones muy energéticos capaces de provocar ionización molecular.
• D) Las ondas de radiodifusión AM y FMIncorrecto. Las ondas de radio son de frecuencia sumamente baja y no ionizan ni dañan las estructuras biológicas moleculares de los tejidos.

Respuesta correcta: B) Interferencia destructiva de ondas

• A) Reflexión interna total destructivaIncorrecto. Este fenómeno de reflexión evita la salida de la luz en interfaces densas, pero no explica los patrones de franjas de interferencia sobre pantallas distantes.
• B) Interferencia destructiva de ondas¡Correcto! Las franjas oscuras se forman en los puntos donde los valles de una onda de luz se superponen con las crestas de otra, anulando la amplitud lumínica.
• C) Dispersión refractiva cromáticaIncorrecto. La dispersión descompone la luz en colores. Al usarse un láser monocromático rojo, no hay dispersión cromática de colores.
• D) Interferencia constructiva máximaIncorrecto. La interferencia constructiva suma las amplitudes de onda, resultando en las franjas brillantes o de máxima luz, no en las oscuras.

Respuesta correcta: A) La galaxia lejana se está alejando de la Tierra a gran velocidad.

• A) La galaxia lejana se está alejando de la Tierra a gran velocidad.¡Correcto! El corrimiento hacia el rojo de frentes electromagnéticos alargados es la prueba Doppler inequívoca de que la galaxia se aleja del observador.
• B) La galaxia se aproxima velozmente hacia la Vía Láctea.Incorrecto. Si la galaxia se aproximara, la longitud de onda se acortaría, produciendo un desplazamiento hacia el azul (blueshift).
• C) La galaxia está rotando sobre su propio eje sin cambiar su distancia relativa.Incorrecto. Una rotación pura solo desplazaría al rojo un borde y al azul el otro, pero el desplazamiento sistemático total de todas las líneas indica alejamiento traslacional.
• D) La velocidad de la luz emitida por la galaxia disminuyó a la décima parte durante su largo viaje por el espacio.Incorrecto. La velocidad de la luz en el vacío es una constante física inalterable para todo observador; el desplazamiento al rojo solo afecta la frecuencia y longitud de onda.