LENTES FÍSICA MODERNA

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FÍSICA 
SEMANA 20: LENTES – FÍSICA MODERNA 
LENTES DIVERGENTES 
01. Determine el aumento y las características 
de la imagen de un objeto ubicado a 30 cm del 
centro óptico de una lente divergente con poten 
cia igual a - 5 dioptrías. 
A) -2,5; real; invertida 
B) -0,4; real; derecha 
C) 1,5; virtual; invertida 
D) 2,5; virtual; derecha 
E) 0,4; virtual; derecha 
 
02. Al colocar un objeto a 25 cm de una lente 
divergente se observa que su imagen se forma 
a 5 cm de la lente y en el mismo lado donde está 
el objeto. Determine el módulo de la distancia 
focal de la lente, en cm. 
A) 4,16 B) 6,25 C) 7,16 
D) 8,25 E) 9,16 FINAL_2010-II 
 
03. Cuando un objeto se coloca frente a una len- 
te de distancia focal igual a -15 cm, la imagen vir 
tual se forma a 10 cm de la lente. Calcule la dis- 
tancia del objeto a la lente en cm. 
A) 10 B) 20 C) 30 
D) 40 E) 50 FINAL_2019-II 
 
04. Una lente de – 5 dioptrías es colocada a 16 
cm de un objeto de 9 cm de altura. ¿Qué altura, 
en cm, presentará su imagen? 
A) 1 B) 2 C) 3 
D) 4 E) 5 
 
05. Un objeto se encuentra a 50 cm de una lente y 
tiene una imagen derecha, cuya altura es la sexta 
parte del objeto. Determine la distancia focal, en 
cm 
A) -5,0 B) -2,5 C) -12,5 
D) -7,5 E) -10,0 
 
06. Utilizando una lente divergente de 40 cm de 
distancia focal y un objeto de 20 cm de altura, 
se obtiene una imagen de 5 cm de altura. ¿Qué 
distancia (en cm) de la lente delgada se ubica el 
objeto? 
A) 45 B) 72 C) 90 
D) 120 E) 200 
 
LENTES CONVERGENTES 
07. Señale la veracidad (V) o falsedad (F) de las 
siguientes proposiciones respecto a las lentes 
delgadas: 
I. En una lente divergente, no importa cuál es la 
posición del objeto, la imagen siempre será de- 
recha. 
II. Si el objeto se encuentra entre el foco y la len- 
te, la imagen será virtual, no importando el tipo 
de lente. 
III. Si la distancia objeto es mayor que la distan- 
cia focal, las lentes biconvexas producirán imá- 
genes reales. 
A) VVF B) VVV C) VFF 
D) VFV E) FVF 
 
08. Determine el tamaño, en cm, de la imagen de 
un objeto de 16 cm de altura ubicado a 60 cm 
frente a un lente de distancia focal +20 cm. 
A) 3 B) 4 C) 5 
D) 6 E) 8 
 
09. Un objeto, cuya altura es de 20 cm, se ubica 
frente a una lente, por lo que se obtiene una 
imagen real de 5 cm de altura. Si la distancia en- 
tre el objeto y su imagen es 100 cm, determine 
la distancia focal, en cm, del lente. 
A) 20 B) 16 C) 10 
D) 25 E) 15 
 
10. Frente a una lente delgada se ubica un objeto, 
de tal manera que se obtiene una imagen virtual 
del triple de tamaño que el objeto y a 60 cm de la 
lente. ¿A qué distancia, en cm, de la lente se ubica 
el foco? 
A) 10 B) 20 C) 30 
D) 40 E) 60 
 
11. ¿A qué distancia, en cm, se encuentra la ima- 
gen de un objeto formado por un lente, cuya dis- 
tancia focal es 9 cm? Considere que el aumento 
de la lente es -3. 
A) 12 B) 36 C) 24 
D) 18 E) 27 
 
12. En la figura, O es un objeto y L es una lente 
convergente de distancia focal igual a 20 cm. El 
objeto se mueve de x0 a x1 con una rapidez igual 
a 1 cm/s. Calcule, en cm/s, la magnitud de la ve- 
locidad media de la imagen. 
A) 1 
B) 2 
C) 3 
D) 4 
E) 5 
 
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13. Para un objeto, ubicado en el eje principal de 
la lente convergente, su aumento cambia de 
−0,5 a −0,25. Calcule el cociente de las rapide- 
ces medias del objeto y la imagen en el intervalo 
de tiempo en el que se dan los cambios del au- 
mento señalados anteriormente. 
A) 8 B) 0,5 C) 0,25 
D) 4 E) 0,125 
 
ECUACIÓN DEL FABRICANTE 
14. Determine la distancia focal de la lente mos-
trada en la figura. (nLente = 1,6) 
A) − 4,8 
B) +4,8 
C) +3,6 
D) −3,6 
E) +2,4 
15. En el siguiente diagrama se muestra un len 
te (nLente = 1,5). Determine la distancia focal, 
en cm, de la lente. 
A) 60 
 
B) 90 
 
C) 120 
 
D) 45 
 
E) 30 
 
16. Se tiene una lente plano - cóncava de radio 
50 cm y cuyo indice de refraccion es n=4/3, ex- 
puesto al aire, hallar la distancia focal de la 
lente. 
A) +50 B) −100 C) +100 
D) +150 E) –150 
 
17. Un lente plano - cóncava de 50 cm de radio 
tiene un índice de refracción de 1,2. Determine 
el índice de refracción del líquido en el que se 
debe introducir para que su distancia focal sea 
+200 cm. 
A) 1,9 B) 1,7 C) 1,6 
D) 1,4 E) 1,2 
 
18. Determine la distancia focal (en cm) de una 
lente colocada en un medio transparente de ín-
dice de refracción nm = 1,4. La lente es bicon-
vexa con índice de refracción nL = 1,8 y un dis-
tancia focal de 10 cm en el aire. 
A) +54 B) +108 C) +28 
D) –54 E) –108 
 
19. Una lente convergente hecha de vidrio (n = 
1,52) tiene una distancia focal de 50 cm en el 
aire (naire = 1). Determine, aproximadamente, 
la distancia focal (en cm) de la misma lente, 
cuando está sumergida en un líquido cuyo índi 
ce de refracción es nx = 1,36. 
A) 558 B) 436 C) 326 
D) 221 E) 68 FINAL_2013-I 
 
20. Una lente biconvexa está formada por superfi- 
cies esféricas de radios 25 y 30 cm. Si un objeto se 
coloca a 32 cm de ella, la imagen real se forma a 40 
cm de la lente. Hallar el índice de refracción de la 
lente si se sabe que el medio es el aire 
A) 311/176 B) 211/146 C) 112/461 
D) 224/123 E) 111/125 
 
21. Un menisco divergente esta hecho de vidrio 
(n=1,5) y sus radios de curvatura son R1 = 20 
cm y R2 = 30 cm. Si se coloca un objeto frente a 
esta lente, se forma una imagen de 1/3 del ta- 
maño del objeto, calcule la distancia (en m) en- 
tre el objeto y su imagen. 
A) 3,2 B) 1,5 C) 1,8 
D) 2,6 E) 1,6 
 
RADIACIÓN TÉRMICA 
22. Sobre la intensidad de la radiación de una 
cavidad radiante (cuerpo negro), señale la pro- 
posición correcta: 
I. Depende de la temperatura de la cavidad ra-
diante. 
II. No depende del material que constituye la 
cavidad radiante. 
III. La radiación tiende al infinito para longitu-
des de onda pequeñas. 
A) Todas B) solo I C) I y II 
D) solo III E) ninguna 
 
23. Señale la veracidad (V) o falsedad (F) de las 
siguientes proposiciones respecto al modelo de 
Planck. 
I. Los osciladores atómicos de una cavidad radi-
ante emiten y absorben energía en valores dis-
cretos. 
II. La mínima energía emitida por una cavidad 
radiante es h.f donde f es la frecuencia de osci- 
lación y h la constante de Planck. 
III. La radiación electromagnética está cuantizada. 
A) FFV B) FVF C) FVV 
D) VVV E) VVF 
 
 
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24. Indique las proposiciones correctas respec- 
to de la radiación de cuerpo negro. 
I. Planck demuestra que la curva experimental 
de radiación del cuerpo negro se ajusta exacta- 
mente a la predicción de la teoría clásica 
II. El modelo de Planck de radiación solo es váli 
do para frecuencias cercanas al UV 
III. Planck propone que los átomos de la superfi 
cie del cuerpo negro emiten cantidades discre- 
tas de energía 
A) Solo I B) Solo II C) Solo III 
D) I y II E) I y III 
 
25. Calcule aproximadamente la frecuencia, en 
Hertz, de un fotón de luz amarilla que posee una 
energía de 2,5 eV. (h = 6,63x10-34 J.s; 1eV = 
1,6x10-19 J) 
A) 6x1023 B) 8x1023 C) 6x1014 
D) 8x1014 E) 1015 UNI_2015-I 
 
26. En circunstancias favorables el ojo humano 
puede detectar 10–15 J de energía electromagnéti- 
ca. ¿Cuántos fotones de 5 000Å representan apro 
ximadamente? (h = 6,63x10–34 J.s, Å = 10–10 m) 
A) 628 B) 2 156 C) 2 514 
D) 942 E) 1 256 
 
27. Una estación de radio transmite a 89,5 MHz 
con una potencia radiada de 45 kW. El número 
de fotones por segundo que emite la estación es 
aproximadamente: (h = 6,626×10−34 J.s) 
A) 4,00×1029 B) 6,59×1029 
C) 7,59×1029 D) 1,35×1035 
E) 2,20×1035 UNI_2017-I 
 
28. Una estación de radio FM (La Zona) trans-
mite a 90,5 MHz con una potencia de salida de 66 
300 W. ¿Cuántos fotones, en 1031, emite al espa- 
cio durante una canción que dura 3 minutos? 
A) 1,88 B) 18,80 C) 19,88 
D) 21,80 E) 198,0 
 
29. En una placa de 0,1 m2; incide luz monocro- 
mática de longitud de onda λ = 663 μm; deter- 
mine el número de fotones (en 1011) que inci- 
den en la placa durante 3 s, si se sabe quela po- 
tencia por unidad de área, con la cual llega la luz 
es de 0,1 nW/m2 (h = 6,63x10-34 J.s) 
A) 1 B) 2 C) 20 
D) 4 E) 50 
 
30. En una placa de 0,5 m2 de superficie, incide 
luz monocromática de longitud de onda de 
6,62×10−7 m. Determine el número de fotones 
que incide en la placa durante 1 min, si se sabe 
que la potencia por unidad de área, con la cual 
llega la luz es de 10−8 W/m2 
A) 108 B) 109 C) 2×1010 
D) 2×1011 E) 1012 FINAL_2007-II 
 
EFECTO FOTOELÉCTRICO 
31. Respecto al efecto fotoeléctrico, identifique 
las proposiciones correctas: 
I. Es la emisión de radiación electromagnética de 
un metal al bombardearse con electrones muy 
energéticos. 
II. Es la emisión de electrones energizados de 
un metal al incidir sobre el metal una radiación 
electromagnética. 
III. Toda radiación al incidir sobre un metal pue 
de producir el efecto fotoeléctrico 
A) Solo I B) I y II C) solo II 
D) solo III E) ninguna 
 
32. Con respecto al efecto fotoeléctrico, deter- 
mine la veracidad (V) o falsedad (F) según co- 
rresponda 
I. La energía de los fotones incidentes debe ser 
mayor que el trabajo de extracción. 
II. En cualquier superficie metálica, la energía 
requerida para producir una emisión de elec-
trones es la misma. 
III. Si duplicamos la intensidad de los fotones 
incidentes se duplicará el número de los electro 
nes emitidos. 
A) VVV B) VFF C) VFV 
D) FVF E) FVV 
 
33. La función trabajo de cierto material es 2 
eV. Calcule aproximadamente con que longitud 
de onda máxima (en nm) debe incidir una on-
da electromagnética sobre el material para que 
se produzca el efecto fotoeléctrico. h = 4,14× 
10−15 eV.s; c = 3×108 m/s. 
A) 102 B) 416 C) 521 
D) 621 E) 916 UNI_2018-I 
 
34. Sobre una superficie metálica con función 
de trabajo igual a 3×10−19 J, incide una onda 
electromagnética. Calcule aproximadamente la 
máxima longitud de onda (en nm), que debe de 
tener la onda electromagnética para que se ob- 
serve el efecto fotoeléctrico. (h = 6,626× 10−34 
J.s; c = 3×108 m/s; 1 nm = 10−9 m) 
A) 321,2 B) 432,6 C) 662,6 
D) 721,6 E) 932,8 UNI_2019-I 
 
 
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35. La máxima energía cinética de los fotoelec-
trones emitidos desde una superficie varía con 
la frecuencia de la luz incidente según se ilustra 
en la gráfica. ¿Cuál es la función trabajo (en eV) 
de la muestra? (1 eV = 1,602×10−19 J) 
A) 1,24 
 
B) 1,79 
 
C) 2,31 
 
D) 2,48 
 
E) 2,75 
 
36. La energía cinética máxima “E” de los foto-
electrones de cierto metal depende de la fre-
cuencia de la radiación que le incide según la 
gráfica adjunta. Determine el valor de “E” (en 
eV) (h = 4,14×10−15 eV.s) 
A) 0,83 
 
B) 0,63 
 
C) 0,53 
 
D) 0,43 
 
E) 0,33 
 
37. Una lámina de plata se ilumina con luz ultra 
violeta de longitud de onda λ = 253 nm. Si la 
energía cinética máxima de los fotoelectrones 
emitidos es 0,11 eV; calcule aproximadamente 
la función trabajo ϕ de la plata (en eV). 
A) 1,9 B) 2,3 C) 3,2 
D) 4,1 E) 4,8 
 
38. La función trabajo del sodio es 2,3 eV. ¿Cuál 
será la energía cinética máxima, en J, de los foto 
electrones cuando luz de 2 000 Å incide sobre 
una superficie de sodio? (h = 6,626.10‒34 J·s y 1 
eV = 1,602.10‒19 J) 
A) 1,525×10‒19 B) 3,685×10‒19 
C) 6,254×10‒19 D) 6,626×10‒19 
E) 9,939×10‒19 FINAL_2011-II 
 
39. Al irradiar un haz de luz de longitud de on- 
da λ = 2400 Å sobre una superficie metálica se 
liberan electrones con energía cinética máxima 
de 2x10–20 J. Determine la frecuencia umbral 
(en 1014 Hz). Considere h = 6,63.10 -34 J∙s 
A) 7,9 B) 9,6 C) 12,2 
D) 14,4 E) 18,5 
40. Se desea construir una célula fotoeléctrica 
que emita electrones con una energía cinética 
de 3 eV, cuando incida sobre ella un haz de ra- 
diación ultravioleta de longitud de onda de 300 
nm. Calcule la longitud de onda umbral, en nm, 
del material a utilizar en la construcción de la 
célula. (h=6,63.10-34 J∙s) 
A) 1087 B) 1027 C) 3081 
D) 2135 E) 2573 
 
41. Cuando una superficie es iluminado con luz 
de longitud de onda de 512 nm, la máxima ener- 
gía cinética de los electrones emitidos es 0,54 eV. 
Cuál será la energía cinética máxima (en 10-19 J) 
si la superficie es iluminada con luz de lon- 
gitud de onda de 365 nm. 
A) 1,62 B) 1,96 C) 2,05 
D) 2,15 E) 2,43 
 
42. Se hacen dos experimentos de efecto fotoe- 
léctrico sobre una misma superficie metálica. 
Se observa que cuando la frecuencia de la luz es 
de 1,9324x1015 Hz la energía cinética máxima 
de los fotoelectrones es K y cuando la frecuen- 
cia de la luz es 2,4155x1015 Hz la energía cinéti- 
ca máxima es 1,5K. ¿Cuál es la función trabajo 
(en eV) del metal? (h = 4,14×10–15 eV∙s) 
A) 1 B) 2 C) 4 
D) 6 E) 8 UNI_2004-I 
 
43. Respecto del potencial de frenado y la foto- 
corriente indique la veracidad o falsedad de las 
siguientes proposiciones. 
I. El potencial de frenado es la mínima diferen- 
cia de potencial que se debe aplicar para poder 
detener a los electrones arrancados por la luz. 
II. Para conocer la rapidez con que son arranca- 
dos los electrones es suficiente conocer el po- 
tencial de frenado. 
III. Si el potencial es menor que el potencial de 
frenado necesariamente se podrá detectar una 
corriente eléctrica en el amperímetro. 
IV. Si se incrementa la intensidad de la luz y si 
el potencial es menor que el potencial de frena- 
do necesariamente se incrementa la fotocorrien 
te. 
A) VVVV B) VFVF C) VFVV 
D) FFVV E) FFFF 
 
44. La figura muestra un resultado experimen-
tal de efecto fotoeléctrico. Halle aproximada- 
mente (en eV) la función trabajo del metal. Con 
siderar h= 4,14.10-15 eV∙s 
 
 
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A) 1,07 
 
B) 1,54 
 
C) 2,08 
 
D) 2,80 
 
E) 3,14 
 
45. Halle el potencial de frenado Vo (en V) cuan 
do se ilumina una placa de potasio con una luz 
de longitud de 3300 Å, la función trabajo para 
el potasio es de 1,05 eV. 
A) 5,71 
 
B) 4,71 
 
C) 3,71 
 
D) 2,71 
 
E) 1,71 
 
46. El trabajo de extracción del cátodo metálico 
de una célula fotoeléctrica es 3,32 eV. Si sobre 
él incide radiación de longitud de onda 325 nm; 
calcule el potencial de frenado, en voltios. (h = 
6,63.10–34 J∙s) 
A) 0,5 B) 0,3 C) 0,8 
D) 0,9 E) 1,5 
 
47. Cuando sobre un metal inciden fotones con 
λ = 200 nm, el potencial de frenado es de 2,5 V. 
Calcule aproximadamente el potencial de frena- 
do (en V), si inciden con λ = 250 nm. (1eV = 
1,602.10-19 J; h = 6,626.10-34 J·s; c = 3.108 m/s) 
A) 1,26 B) 2,26 C) 3,26 
D) 4,26 E) 5,26 FINAL_2020-I 
 
48. Sobre una misma placa metálica se realiza 
un experimento de efecto fotoeléctrico en que 
se hace incidir dos radiaciones A y B, pero en si- 
tuaciones independientes. Si se construye una 
gráfica de la corriente fotoeléctrica versus el 
voltaje aplicado, como se muestra, indique ver- 
dadero (V) o falso (F) según corresponda y elija 
la secuencia correcta. 
I. El voltaje de frenado para la radiación A es 
mayor que el voltaje para la radiación B. 
II. La frecuencia de las radiaciones A y B son 
iguales. 
III. La intensidad de las radiaciones A y B son 
iguales. 
A) FVF 
B) VVF 
C) FFV 
D) VFF 
E) VFV 
 
RAYOS X 
49. Se tiene un tubo de generación de rayos X, 
donde electrones son acelerados por una dife-
rencia de potencial de V voltios, para chocar 
contra un blanco metálico. Señale las proposi-
ciones correctas: 
I. Los rayos X son electrones muy energizados 
que rebotan en el blanco metálico. 
II. Los rayos X son radiaciones electromagnéti-
cas cuyas longitudes de onda están en el orden 
de 1 angstroms (Å) 
III. Se emitirán fotones de rayos X con cualquier 
valor de longitud de onda. 
A) Solo I B) solo II C) solo III 
D) II y III E) I y III 
 
50. Respecto a los rayos X responda verdadero 
(V) o falso (F): 
I. La longitud de onda mínima de los RX genera-dos 
depende del material empleado como blanco. 
II. Al impactar los electrones en el blanco se 
producen RX de muchas longitudes de onda. 
III. A mayor energía del electrón incidente, se 
obtendrá RX de mayor longitud de onda. 
A) VVV B) VFV C) FVV 
D) FVF E) FFF 
 
51. Un tubo de rayos X trabajacon 35 kV, calcu- 
le el valor de las longitudes de onda más cortas 
de los rayos X producidos en Å (1 Å = 10–10 m; h 
= 6,62.10–34 J·s; c = 3.108 m/s, 1 eV = 1,6.10–19 J) 
A) 0,15 B) 0,25 C) 0,35 
D) 0,45 E) 0,55 
 
52. La figura muestra la distribución espectral 
de la emisión continua de rayos X. Determine 
(en kV) el voltaje acelerador de los electrones. 
A) 28 
B) 31 
C) 52 
D) 55 
E) 62 
 
 
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53. Calcule la diferencia de potencial (en mega-
voltios) que se necesita para acelerar los electro- 
nes en un tubo de rayos X hasta que alcancen una 
energía cinética igual a 1,6×10–12 J 
A) 8 B) 9 C) 10 
D) 11 E) 12 FINAL_2015-I 
PROF. LORD BYRON