Ejercicio C.2 · Física PAU Andalucía Extraordinaria Titular 2021

a) i) Veracidad o falsedad: Cuando la luz pasa de un medio a otro experimenta un aumento de su velocidad si el segundo medio tiene un índice de refracción mayor que el primero.

Solución: Falsa

a) i) Justificación de la veracidad o falsedad

Solución: La velocidad es inversamente proporcional al índice de refracción ($v = c/n$), por lo que si $n_2 > n_1$, la velocidad disminuye ($v_2 < v_1$).

a) ii) Veracidad o falsedad: La reflexión total de la luz en la superficie de separación de dos medios puede producirse cuando el índice de refracción del segundo medio es mayor que el del primero.

Solución: Falsa

a) ii) Justificación de la veracidad o falsedad

Solución: Para que exista ángulo límite ($\sin\theta_c = n_2/n_1 \le 1$), es condición necesaria que el primer medio tenga mayor índice de refracción que el segundo ($n_1 > n_2$).

b) i) Mediante un esquema, y de manera razonada, indique la trayectoria de los rayos azul y rojo, tanto en el aire como en el material.

Solución: Esquema que muestra la superficie de separación horizontal con la normal perpendicular discontinua. En el aire ($n_{\text{aire}} = 1$), incide un único rayo común que contiene las componentes azul y roja formando un ángulo de incidencia $\theta_i = 40^\circ$ con la normal. En la superficie se produce reflexión (rayo reflejado a $40^\circ$) y refracción en el material. En el material, debido a la dispersión cromática, el rayo se separa en dos: el rayo azul refractado más próximo a la normal ($\theta_{r,\text{azul}} \approx 25{,}9^\circ$) y el rayo rojo ligeramente más alejado de la normal ($\theta_{r,\text{roja}} \approx 26{,}5^\circ$).