Problema 3 · Física Majors de 25 anys (Catalunya) Tribunal especial Serie 3 2025

a) Trobeu l'angle límit tenint en compte la llum incident dins del prisma i la refractada fora.

Solución: $33{,}75^\circ$ ° / $0{,}589$ rad

a) Expliqueu-ne el significat.

Solución: Aquest és l'angle que estableix la frontera entre la refracció i la reflexió. Per angles incidents superiors tindrem reflexió total, per menors tindrem reflexió i refracció.

b) Raoneu la trajectòria de la llum a l'interior del prisma i en la seva sortida a l'aire.

Solución: El primer feix incideix perpendicularment, per tant no pateix refracció i segueix recte fins arribar a la base del prisma. Allà, per anàlisi geomètrica es troba que l'angle incident és $60^\circ$. Aquest angle és superior al trobat en l'apartat anterior i per tant només hi ha reflexió. Per geometria bàsica la reflexió incidirà normalment en la cara del prisma i la llum sortirà amb la mateixa direcció i sentit.

b) Feu un dibuix de la trajectòria de la llum a l'interior del prisma i en la seva sortida a l'aire.

Solución: El dibuix mostra: - El raig incident a $90^\circ$ respecte de la cara esquerra sense desviar-se. - A la base del prisma forma un angle de $30^\circ$ amb la base i, per tant, incideix amb un angle de $60^\circ$ respecte a la normal de la base. - Com que $60^\circ > 33{,}75^\circ$, es produeix reflexió total amb un angle reflectit de $60^\circ$ respecte a la normal. - El raig reflectit incideix perpendicularment ($90^\circ$) a la cara dreta del prisma i surt en línia recta cap a l'aire sense desviar-se.