Capítulo 2 9 Ondas l u m i n o s a s
Respuestas
a los
ejercicios
1. La Tierra intercepta u n a fracción tan d i m i n u t a de la
o n d a esférica e n e x p a n s i ó n q u e p r o c e d e del Sol,
q u e se p u e d e a p r o x i m a r c o n u n a o n d a p l a n a
(igual q u e u n a p e q u e ñ a p a r t e d e la superficie d e la
Tierra se p u e d e c o n s i d e r a r plana). Las o n d a s esféricas q u e p r o c e d e n de la l á m p a r a c e r c a n a t i e n e n u n a
c u r v a t u r a a p r e c i a b l e (ve las figuras 28.3 y 28.4).
3. La longitud d e las o n d a s de radio de AM s o n de
cientos de m e t r o s , m u c h o m a y o r e s q u e el t a m a ñ o
de las c o n s t r u c c i o n e s , p o r lo q u e se difractan c o n
facilidad en t o r n o a esas c o n s t r u c c i o n e s . Las longit u d e s d e o n d a de FM s o n de a l g u n o s m e t r o s , a p u n to de p o d e r refractarse e n t o r n o a las c o n s t r u c c i o nes. La luz, c o n longitudes de o n d a de u n a d i m i n u t a
fracción de u n c e n t í m e t r o , n o se difractan e n t o r n o
a los edificios e n forma apreciable.
5. Las s e ñ a l e s de los c a n a l e s c o n n ú m e r o m e n o r se
t r a n s m i t e n a m e n o r e s frecuencias y m a y o r e s longit u d e s de o n d a , q u e se difractan m á s h a c i a r e g i o n e s
de m a l a r e c e p c i ó n c o m p a r a d a s c o n las s e ñ a l e s de
frecuencias m a y o r e s .
7. La a l t e r n a n c i a de i n t e n s o a suave es p r u e b a de interferencia. C u a n d o el s o n i d o es i n t e n s o , las o n d a s
de c a d a a l t o p a r l a n t e interfieren e n forma constructiva; c u a n d o es suave, h a y interferencia destructiva
e n t r e los altoparlantes.
9. Las franjas d e interferencia de la luz y las intensid a d e s variables del s o n i d o se d e b e n a la s u p e r p o sición de o n d a s q u e interfieren en forma c o n s t r u c tiva y destructiva.
p o r difracción, c u a n d o las crestas e n la superficie
f u n c i o n a n c o m o rejillas de difracción.
2 1 . Hay interferencia de la luz reflejada e n las superficies s u p e r i o r e inferior d e la c a p a de j a b ó n o de detergente.
2 3 . La luz de u n p a r d e estrellas n o p r o d u c e u n p a t r ó n
de interferencia, p o r q u e las o n d a s l u m i n o s a s de las
d o s fuentes s e p a r a d a s s o n i n c o h e r e n t e s ; c u a n d o se
c o m b i n a n se "contaminan". La interferencia s u c e d e
c u a n d o la luz de u n a sola fuente se divide y d e s p u é s
se r e c o m b i n a .
2 5 . Azul, el color c o m p l e m e n t a r i o . El azul es luz blanca
m e n o s la luz amarilla q u e se ve arriba. (Observa q u e
este ejercicio regresa a la información del capítulo 27.)
27. El p r o b l e m a es grave, p o r q u e d e p e n d i e n d o de la
orientación de los ejes de polarización de las pantallas
y las lentes, p u e d e ser q u e n o se vean los n ú m e r o s .
29. Si la hoja se a l i n e a c o n la polarización d e la luz, tod a la luz p a s a . Si se alinea p e r p e n d i c u l a r a la polarización de la luz, n a d a de luz pasa. En cualquier otro
á n g u l o , algo d e la luz pasa, p o r q u e la luz polarizada
se p u e d e " d e s c o m p o n e r " ( c o m o u n vector) e n c o m p o n e n t e s p a r a l e l a y p e r p e n d i c u l a r al a l i n e a m i e n t o
de la hoja.
3 1 . P u e d e s d e t e r m i n a r el eje d e polarización de u n a sola l á m i n a v i e n d o el r e s p l a n d o r p r o c e d e n t e de u n a
superficie plana, c o m o e n la figura 2 9 . 3 3 . El resp l a n d o r es m á s i n t e n s o c u a n d o el eje d e polarización es paralelo a la superficie p l a n a .
3 3 . El eje del filtro d e b e ser vertical, y n o dejar p a s a r el
r e s p l a n d o r ; el r e s p l a n d o r es paralelo al p l a n o del piso: horizontal.
11. La luz azul p r o d u c i r á franjas m á s p r ó x i m a s .
13. H a b r á s fotografiado lo q u e ves p o r la lente: u n esp e c t r o de colores a a m b o s lados de las luces. En el
p r ó x i m o capítulo v e r e m o s q u e los colores q u e se difractan se c o r r e l a c i o n a n c o n el gas d e la iluminación ("neón" o "luz de sodio", etc.).
15. El e x p e r i m e n t o de interferencia de Young p r o d u c e
u n p a t r ó n m á s claro d e franjas, u s a n d o rendijas; el
p a t r ó n es de franjas rectilíneas, y n o el de las b a n das circulares q u e se t r a s l a p a n q u e se p r o d u c e n c o n
agujeros r e d o n d o s . Los círculos se t r a s l a p a n e n segmentos relativamente más pequeños, comparado
c o n el traslape m á s a n c h o de las líneas rectas paralelas. También, las rendijas p e r m i t e n p a s a r a m á s
luz; los p a t r o n e s c o n agujeros d e alfiler s o n m e n o s
brillantes.
17. Para la a n u l a c i ó n c o m p l e t a , las a m p l i t u d e s de c a d a
parte de la o n d a d e b e n ser idénticas. Si n o s o n iguales, se p r o d u c e a n u l a c i ó n parcial.
19. Los colores de interferen cia se d e b e n a d o b l e s reflex i o n e s e n las superficies s u p e r i o r e inferior del delgado r e c u b r i m i e n t o t r a n s p a r e n t e de las alas de las
m a r i p o s a s . Otras alas de m a r i p o s a p r o d u c e n colores
3 5 . P u e d e s ver q u e el cielo e s t á p a r c i a l m e n t e polarizado, g i r a n d o u n a hoja d e filtro polarizador frente al
ojo, al ver el cielo. Verás q u e se o s c u r e c e c u a n d o el
eje del filtro es p e r p e n d i c u l a r al eje d e polarización
de la luz del cielo.
37. C u a n d o ves u n objeto c e r c a n o , los ojos ven en dir e c c i o n e s u n p o c o distintas, y el c e r e b r o t r a d u c e e s a
diferencia e n u n a distancia e s t i m a d a . Es el paralaje,
u n o de los m é t o d o s p r i n c i p a l e s de e s t i m a r la distancia d e objetos c e r c a n o s . Si e s t á s c e r c a d e u n a pintura y la ves c o n los ojos, el paralaje indica q u e ves a
u n a superficie, y q u e t o d a s s u s p a r t e s e s t á n a igual
distancia d e los ojos. Pero si la ves c o n u n solo ojo,
n o h a y paralaje q u e te a y u d e a e s t i m a r la distancia y
d e b e s confiar e n claves d e distancia q u e h a y a p u e s to el pintor, c o m o p o r e j e m p l o el t a m a ñ o relativo, la
l u m i n o s i d a d o las g r a d u a c i o n e s de color. Al mirar
c o n u n solo ojo ves la e s c e n a de la forma en q u e el
pintor quiso q u e la vieras, sin q u e el c e r e b r o te diga
lo lejana q u e está la superficie. (Esta diferencia e n la
visión m o n o y b i n o c u l a r sólo se a p r e c i a c u a n d o estás c e r c a de la p i n t u r a . Si la ves a cierta distancia ya
n o i m p o r t a m u c h o el paralaje. Entonces, a u n c o n
los ojos, te b a s a s e n i n d i c a c i o n e s del pintor p a r a
juzgar la distancia.)
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