Luz: reflexión, refracción y ondas electromagnéticas

a) Se dibuja el eje óptico, la lente convergente (segmento vertical con puntas de flecha hacia fuera), los focos objeto $F$ (a la izquierda) e imagen $F'$ (a la derecha) a una distancia $f$, y los puntos a $2f$ a cada lado. El objeto es una flecha vertical apoyada en el eje, a la izquierda. Desde su extremo superior se trazan dos rayos:

• uno paralelo al eje, que tras atravesar la lente pasa por el foco imagen $F'$;
• uno que pasa por el centro óptico de la lente, que no se desvía.

(También sirve el que pasa por el foco objeto $F$, que sale paralelo al eje.) La imagen del extremo está donde se cortan los rayos refractados o sus prolongaciones.

i) Objeto a $2f$: los rayos refractados se cortan al otro lado de la lente, justo a $2f$ y por debajo del eje. La imagen es real (formada por los propios rayos; se puede recoger en una pantalla), invertida y del mismo tamaño que el objeto ($s' = 2f$, aumento lateral $-1$).

ii) Objeto entre $F$ y la lente: los rayos refractados divergen y no se cortan; se cortan sus prolongaciones hacia atrás (líneas discontinuas), en el mismo lado que el objeto y más lejos de la lente que él. La imagen es virtual, derecha y de mayor tamaño: es el funcionamiento de la lupa.

b) Velocidad en el agua:$$v = \frac{c}{n} = \frac{3\cdot10^{8}}{1{,}33} = 2{,}26\cdot10^{8}\ \text{m s}^{-1}$$Longitudes de onda en el agua ($\lambda_{\text{agua}} = \lambda_{\text{aire}}/n$):$$\lambda_{\text{violeta}} = \frac{380}{1{,}33} = 286\ \text{nm}\qquad \lambda_{\text{rojo}} = \frac{780}{1{,}33} = 586\ \text{nm}$$