Capítulo 37: Interferencia de ondas de luz

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA PARA CIENCIAS E INGENIERÍA  – SERWAY SOLUCIÓN PROBLEMA 67 CAPÍTULO 37 FÍSICA SERWAY 67. Luz monocromática de 620 nm de longitud de onda pasa por una ranura S muy estrecha, e incide luego en una pantalla en donde hay dos ranuras paralelas, S1 y S2, como se ve en la figura P37.67.…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA PARA CIENCIAS E INGENIERÍA  – SERWAY SOLUCIÓN PROBLEMA 66 CAPÍTULO 37 FÍSICA SERWAY 66. En una ranura doble, la 1 es más ancha que la 2, de modo que la luz de 1 tiene una amplitud 3.00 veces mayor que la luz de la ranura 2. Demuestre que, para esta situación, la…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA PARA CIENCIAS E INGENIERÍA  – SERWAY SOLUCIÓN PROBLEMA 65 CAPÍTULO 37 FÍSICA SERWAY 65. Las franjas de interferencia se producen con el uso de un espejo de Lloyd y una fuente de 606 nm, como se muestra en la figura 37.9. En una pantalla a 2.00 m de la fuente real S…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA PARA CIENCIAS E INGENIERÍA  – SERWAY SOLUCIÓN PROBLEMA 64 CAPÍTULO 37 FÍSICA SERWAY 64. Los aparatos reproductores de discos compactos (CD) y de discos de video digital (DVD) usan interferencia para generar una señal intensa desde una diminuta protuberancia o elevación, como se muestra en la figura P35.40. La profundidad de un…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA PARA CIENCIAS E INGENIERÍA  – SERWAY SOLUCIÓN PROBLEMA 63 CAPÍTULO 37 FÍSICA SERWAY 63. La figura P37.8 muestra una burbuja de jabón sin romper, en un marco circular. El espesor de la película se incrementa desde la parte superior hacia la parte inferior al principio lentamente y después rápidamente. Como un…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA PARA CIENCIAS E INGENIERÍA  – SERWAY SOLUCIÓN PROBLEMA 62 CAPÍTULO 37 FÍSICA SERWAY 62. Una lente plana convexa que tiene un radio de curvatura de r = 4.00 m se coloca sobre una superficie cóncava de vidrio cuyo radio de curvatura es R = 12.0 m, como se ve en la figura…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA PARA CIENCIAS E INGENIERÍA  – SERWAY SOLUCIÓN PROBLEMA 61 CAPÍTULO 37 FÍSICA SERWAY 61. Una lente plana convexa que tiene un índice de refracción de 1.50 se coloca sobre una placa plana de vidrio, como se muestra en la fi gura P37.61. Su superficie curva, que tiene un radio de curvatura de…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA PARA CIENCIAS E INGENIERÍA  – SERWAY SOLUCIÓN PROBLEMA 60 CAPÍTULO 37 FÍSICA SERWAY 60. Una lente plana convexa tiene un índice de refracción n. El lado curvo de la lente tiene un radio de curvatura R y se apoya sobre una superficie plana de vidrio con el mismo índice de refracción, con…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA PARA CIENCIAS E INGENIERÍA  – SERWAY SOLUCIÓN PROBLEMA 59 CAPÍTULO 37 FÍSICA SERWAY 59. En un experimento de anillos de Newton, un vidrio plano convexo (n = 1.52) que tiene un diámetro de 10.0 cm se coloca sobre una placa plana, como se muestra en la figura 37.12a. Cuando incide normal luz…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA PARA CIENCIAS E INGENIERÍA  – SERWAY SOLUCIÓN PROBLEMA 58 CAPÍTULO 37 FÍSICA SERWAY 58. Una pieza de material transparente que tiene un índice de refracción n se corta en forma de cuña, como se muestra en la figura P37.58. El ángulo de la cuña es pequeño. Luz monocromática de longitud de onda…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA PARA CIENCIAS E INGENIERÍA  – SERWAY SOLUCIÓN PROBLEMA 57 CAPÍTULO 37 FÍSICA SERWAY 57. Considere la distribución de doble ranura que se observa en la figura P37.57, donde la separación de ranuras es d y la distancia entre la ranura y la pantalla es L. Una hoja de plástico transparente que…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA PARA CIENCIAS E INGENIERÍA  – SERWAY SOLUCIÓN PROBLEMA 56 CAPÍTULO 37 FÍSICA SERWAY 56. La figura P37.56 muestra un transmisor de ondas de radio y un receptor separados una distancia d y ambos a una distancia h sobre el terreno. El receptor puede recibir señales directas del transmisor e indirectas, de las…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA PARA CIENCIAS E INGENIERÍA  – SERWAY SOLUCIÓN PROBLEMA 55 CAPÍTULO 37 FÍSICA SERWAY 55. a) Ambos lados de una película uniforme que tiene un índice de refracción n y un grosor d están en contacto con el aire: con incidencia normal de luz, se observa una intensidad mínima en la luz…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA PARA CIENCIAS E INGENIERÍA  – SERWAY SOLUCIÓN PROBLEMA 54 CAPÍTULO 37 FÍSICA SERWAY 54. La cantidad δ en la ecuación 37.1 se llama diferencia de trayectoria. Su tamaño en comparación con la longitud de onda controla el carácter de la interferencia entre dos haces en el vacío al controlar la diferencia…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA PARA CIENCIAS E INGENIERÍA  – SERWAY SOLUCIÓN PROBLEMA 53 CAPÍTULO 37 FÍSICA SERWAY 53. La condición para obtener interferencia constructiva por reflexión desde una película delgada en el aire, como se desarrolló en la sección 37.6, supone incidencia casi normal. ¿Qué pasaría si? Demuestre que si la luz incide sobre la película…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA PARA CIENCIAS E INGENIERÍA  – SERWAY SOLUCIÓN PROBLEMA 52 CAPÍTULO 37 FÍSICA SERWAY 52. La explicación de las técnicas para determinar las interferencias constructiva y destructiva por reflexión desde una película delgada en el aire ha sido confinada a rayos que inciden en la película con una incidencia casi normal. ¿Qué pasaría…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA PARA CIENCIAS E INGENIERÍA  – SERWAY SOLUCIÓN PROBLEMA 51 CAPÍTULO 37 FÍSICA SERWAY 51. Se hacen mediciones en la distribución de intensidad dentro de la franja central brillante en una configuración de interferencia de Young (véase la figura 37.7). En un valor particular de y, se encuentra que I/Imáx = 0.810 cuando…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA PARA CIENCIAS E INGENIERÍA  – SERWAY SOLUCIÓN PROBLEMA 50 CAPÍTULO 37 FÍSICA SERWAY 50. Muchas células son transparentes e incoloras. Las estructuras pueden ser prácticamente invisibles a un microscopio ordinario. Un microscopio de interferencia permite ver una diferencia en el índice de refracción como un cambio en las franjas de interferencia, para…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA PARA CIENCIAS E INGENIERÍA  – SERWAY SOLUCIÓN PROBLEMA 49 CAPÍTULO 37 FÍSICA SERWAY 49. Las ondas de una estación de radio pueden llegar a un receptor doméstico por dos trayectorias. Una es en línea recta desde el transmisor a la casa, una distancia de 30.0 km. La segunda es por reflexión desde…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA PARA CIENCIAS E INGENIERÍA  – SERWAY SOLUCIÓN PROBLEMA 48 CAPÍTULO 37 FÍSICA SERWAY 48. Se producen efectos en interferencia en el punto P en una pantalla como resultado de rayos directos de una fuente de 500 nm y rayos reflejados desde el espejo, como se muestra en la figura P37.48. Suponga que…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA PARA CIENCIAS E INGENIERÍA  – SERWAY SOLUCIÓN PROBLEMA 47 CAPÍTULO 37 FÍSICA SERWAY 47. Unos astrónomos observan una fuente de radio de 60.0 MHz directamente y por reflexión del mar. Si el disco receptor está a 20.0 m sobre el nivel del mar, ¿Cuál es el ángulo de la fuente de radio…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA PARA CIENCIAS E INGENIERÍA  – SERWAY SOLUCIÓN PROBLEMA 46 CAPÍTULO 37 FÍSICA SERWAY 46. Cierto petróleo crudo tiene un índice de refracción de 1.25. Un barco descarga 1.00 m3 de este petróleo en el océano y se extiende en una capa delgada y uniforme. Si la película produce un máximo de primer…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA PARA CIENCIAS E INGENIERÍA  – SERWAY SOLUCIÓN PROBLEMA 45 CAPÍTULO 37 FÍSICA SERWAY 45. Una pieza plana de vidrio se mantiene inmóvil y horizontal arriba del extremo superior plano de una varilla metálica vertical que tiene su extremo inferior de 10 cm de longitud sujeto rígidamente. Se observa que la película delgada…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA PARA CIENCIAS E INGENIERÍA  – SERWAY SOLUCIÓN PROBLEMA 44 CAPÍTULO 37 FÍSICA SERWAY 44. En un experimento de doble ranura de Young con una luz de longitud de onda l, una delgada pieza de acrílico con un índice de refracción n cubre una de las ranuras. Si el punto central de…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA PARA CIENCIAS E INGENIERÍA  – SERWAY SOLUCIÓN PROBLEMA 43 CAPÍTULO 37 FÍSICA SERWAY 43. En un experimento de interferencia de Young, las dos ranuras están separadas 0.150 mm y la luz incidente incluye dos longitudes de onda: l1 540 nm (verde) y l2 450 nm (azul). Las configuraciones de interferencia que…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA PARA CIENCIAS E INGENIERÍA  – SERWAY SOLUCIÓN PROBLEMA 42 CAPÍTULO 37 FÍSICA SERWAY 42. Dos ondas coherentes, provenientes de fuentes en diferentes ubicaciones, se mueven a lo largo del eje x. Sus funciones de onda son Determine la correspondencia entre x1 y x2 que produce interferencia constructiva cuando las dos ondas…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA PARA CIENCIAS E INGENIERÍA  – SERWAY SOLUCIÓN PROBLEMA 41 CAPÍTULO 37 FÍSICA SERWAY 41. Levante una mano y manténgala extendida. Considere el espacio entre sus dedos índice y medio como una ranura, y el espacio entre sus dedos medio y anular como una segunda ranura. a) Considere la interferencia que resulta de…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA PARA CIENCIAS E INGENIERÍA  – SERWAY SOLUCIÓN PROBLEMA 40 CAPÍTULO 37 FÍSICA SERWAY 40. Este problema es una extensión del resultado del problema 10 del capítulo 18. La figura P37.40 muestra dos esferas vibratorias adyacentes sumergidas en un tanque de agua. En puntos distantes producen una configuración de interferencia de ondas…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA PARA CIENCIAS E INGENIERÍA  – SERWAY SOLUCIÓN PROBLEMA 39 CAPÍTULO 37 FÍSICA SERWAY 39. Un radio transmisor A que opera a 60.0 MHz está a 10.0 m de otro transmisor B similar que se encuentra 180° fuera de fase en relación con A. ¿Qué tan lejos deberá moverse un observador de A…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA PARA CIENCIAS E INGENIERÍA  – SERWAY SOLUCIÓN PROBLEMA 38 CAPÍTULO 37 FÍSICA SERWAY 38. En la sección ¿Qué pasaría si? del ejemplo 37.2, se indicó que las franjas que se traslapan en una configuración de interferencia de dos ranuras, para dos longitudes de onda, obedecen la siguiente correspondencia, incluso para valores…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA PARA CIENCIAS E INGENIERÍA  – SERWAY SOLUCIÓN PROBLEMA 37 CAPÍTULO 37 FÍSICA SERWAY 37. En un experimento similar al del ejemplo 37.1, una luz verde con longitud de onda de 560 nm, enviada a través de un par de ranuras separadas 30.0 μm, produce franjas brillantes separadas 2.24 cm sobre una pantalla…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA PARA CIENCIAS E INGENIERÍA  – SERWAY SOLUCIÓN PROBLEMA 36 CAPÍTULO 37 FÍSICA SERWAY 36. Una pata del interferómetro de Michelson contiene un cilindro al vacío de longitud L, con placas de vidrio en cada extremo. Un gas se fuga lentamente hacia el cilindro hasta alcanzar una presión de 1 atm. Si…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA PARA CIENCIAS E INGENIERÍA  – SERWAY SOLUCIÓN PROBLEMA 35 CAPÍTULO 37 FÍSICA SERWAY 35. El espejo M1 de la figura 37.14 se mueve una distancia ΔL. Durante este desplazamiento, se cuentan 250 inversiones de franja (formación sucesiva de bandas oscuras a brillantes y viceversa). La luz que se usa tiene una longitud…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA PARA CIENCIAS E INGENIERÍA  – SERWAY SOLUCIÓN PROBLEMA 34 CAPÍTULO 37 FÍSICA SERWAY 34. Una luz monocromática se hace incidir en el interferómetro de Michelson. El espejo movible se desplaza 0.382 mm, haciendo que el patrón del interferómetro se reproduzca 1700 veces. Determine la longitud de onda de la luz. ¿Qué colores…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA PARA CIENCIAS E INGENIERÍA  – SERWAY SOLUCIÓN PROBLEMA 33 CAPÍTULO 37 FÍSICA SERWAY 33. Dos placas de vidrio de 10.0 cm de largo están en contacto en un extremo y separadas en el otro por un hilo de 0.050 0 mm de diámetro (fi gura P37.31). Una luz que contiene dos longitudes…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA PARA CIENCIAS E INGENIERÍA  – SERWAY SOLUCIÓN PROBLEMA 32 CAPÍTULO 37 FÍSICA SERWAY 32. Cuando se introduce un líquido en el espacio de aire entre las lentes y la placa en un aparato de anillos de Newton, el diámetro del décimo anillo cambia de 1.50 a 1.31 cm. Encuentre el índice de…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA PARA CIENCIAS E INGENIERÍA  – SERWAY SOLUCIÓN PROBLEMA 31 CAPÍTULO 37 FÍSICA SERWAY 31. Una cuña de aire se forma entre dos placas de vidrio separadas por un alambre muy fino, como se muestra en la figura P37.31. Cuando la cuña es iluminada desde arriba por una luz de 600 nm y…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA PARA CIENCIAS E INGENIERÍA  – SERWAY SOLUCIÓN PROBLEMA 29 CAPÍTULO 37 FÍSICA SERWAY 29. Unos astrónomos observan la cromosfera del Sol con un filtro que pasa la línea espectral roja del hidrógeno de longitud 656.3 nm, llamada línea Ha. El filtro está formado por un dieléctrico transparente de grosor d sostenido entre…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA PARA CIENCIAS E INGENIERÍA  – SERWAY SOLUCIÓN PROBLEMA 30 CAPÍTULO 37 FÍSICA SERWAY 30. Un rayo de luz de 580 nm pasa por dos placas de vidrio estrechamente separadas, como se muestra en la figura P37.30. ¿Con qué valor mínimo diferente de cero de la separación de placas d es brillante la…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA PARA CIENCIAS E INGENIERÍA  – SERWAY SOLUCIÓN PROBLEMA 28 CAPÍTULO 37 FÍSICA SERWAY 28. Una película de MgF2 (n = 1.38) de un grueso de 1.00 X 10-5 cm se usa para recubrir una lente de cámara. ¿Hay longitudes de onda del espectro visible intensificadas en la luz reflejada? Solución: CONSULTA AQUÍ…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA PARA CIENCIAS E INGENIERÍA  – SERWAY SOLUCIÓN PROBLEMA 27 CAPÍTULO 37 FÍSICA SERWAY 27. Un material que tiene un índice de refracción de 1.30 se emplea como recubrimiento antirreflejante en una pieza de vidrio (n = 1.50). ¿Cuál debe ser el grosor mínimo de esta película para reducir al mínimo una reflexión…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA PARA CIENCIAS E INGENIERÍA  – SERWAY SOLUCIÓN PROBLEMA 26 CAPÍTULO 37 FÍSICA SERWAY 26. Un medio posible para hacer que un avión sea invisible al radar es cubrirlo con un polímero antirreflejante. Si las ondas de radar tienen una longitud de 3.00 cm y el índice de refracción del polímero es n…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA PARA CIENCIAS E INGENIERÍA  – SERWAY SOLUCIÓN PROBLEMA 25 CAPÍTULO 37 FÍSICA SERWAY 25. Una película delgada de aceite (n = 1.25) está ubicada sobre pavimento húmedo y uniforme. Cuando se observa perpendicular al pavimento, la película refleja con más fuerza la luz roja a 640 nm y no refleja luz verde…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA PARA CIENCIAS E INGENIERÍA  – SERWAY SOLUCIÓN PROBLEMA 24 CAPÍTULO 37 FÍSICA SERWAY 24. Una burbuja de jabón (n = 1.33) flotando en el aire. Si el grosor de la pared de la burbuja es 115 nm, ¿Cuál es la longitud de onda de la luz que es reflejada más fuertemente? Solución:…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA PARA CIENCIAS E INGENIERÍA  – SERWAY SOLUCIÓN PROBLEMA 23 CAPÍTULO 37 FÍSICA SERWAY 23. Una película de aceite (n 1.45) que flota sobre agua es iluminada por luz blanca a incidencia normal. La película es de 280 nm de grosor. Encuentre a) el color de la luz del espectro visible que…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA PARA CIENCIAS E INGENIERÍA  – SERWAY SOLUCIÓN PROBLEMA 22 CAPÍTULO 37 FÍSICA SERWAY 22. Luz monocromática coherente de amplitud E0 y frecuencia angular w pasa a través de tres ranuras paralelas, cada una separada por una distancia d de su vecina. a) Demuestre que la intensidad promedio en el tiempo como…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA PARA CIENCIAS E INGENIERÍA  – SERWAY SOLUCIÓN PROBLEMA 21 CAPÍTULO 37 FÍSICA SERWAY 21. Dos ranuras paralelas, angostas, separadas 0.850 mm, están iluminadas por una luz de 600 nm y la pantalla de observación está a 2.80 m de distancia de las ranuras. a) ¿Cuál es la diferencia de fase entre las…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA PARA CIENCIAS E INGENIERÍA  – SERWAY SOLUCIÓN PROBLEMA 20 CAPÍTULO 37 FÍSICA SERWAY 20. Elabore una gráfica de I/Imáx como función de θ para la configuración de interferencia producida por el ordenamiento descrito en el problema 7. Sea θ en el intervalo de -0.3° a +0.3°. Solución: CONSULTA AQUÍ OTROS EJERCICIOS RESUELTOS…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA PARA CIENCIAS E INGENIERÍA  – SERWAY SOLUCIÓN PROBLEMA 19 CAPÍTULO 37 FÍSICA SERWAY 19. Demuestre que las dos ondas con funciones E1 = 6.00 sen (100πt) y E2 = 8.00 sen (100πt + π/2) se suman para dar una onda con la función ER sen (100πt + Φ). Encuentre los valores…

SOLUCIÓN DE EJERCICIOS FÍSICA PARA CIENCIAS E INGENIERÍA  – SERWAY SOLUCIÓN PROBLEMA 18 CAPÍTULO 37 FÍSICA SERWAY 18. Dos ranuras están separadas 0.180 mm. Una configuración de interferencia se forma en una pantalla a 80.0 cm de distancia por una luz de 656.3 nm. Calcule la fracción de la intensidad máxima a 0.600 cm por…