Problema 7 · Física PAU Andalucía Examen D 2020

b) i) Realice un esquema de la trayectoria de los rayos.

Solución: Esquema que muestra la superficie de separación horizontal entre el cuarzo (abajo) y el aire (arriba), junto con la recta normal perpendicular a la superficie. Un rayo incidente en el cuarzo llega a la superficie con un ángulo de incidencia de $20^\circ$ respecto a la normal. En el punto de incidencia se dibujan: un rayo reflejado en el cuarzo que forma un ángulo de $20^\circ$ con la normal simétrico al incidente, y un rayo refractado que pasa al aire alejándose de la normal con un ángulo de refracción de aproximadamente $30^\circ$. Todos los rayos deben incluir flechas que indiquen el sentido de propagación.

a) i) Compare la longitud de onda y la frecuencia de los rayos incidente y refractado cuando la luz pasa a un medio con mayor índice de refracción.

Solución: La frecuencia permanece invariable. La longitud de onda disminuye en el segundo medio.

a) ii) ¿En qué condiciones se produce la reflexión total? Justifique la respuesta.

Solución: Se produce cuando la luz se propaga de un medio más denso ópticamente a otro menos denso (n₁ > n₂) y el ángulo de incidencia supera el ángulo límite (i > i_L).