Ejercicio C1 · Física PAU Andalucía Extraordinaria Reserva 2022

a) i) compare razonadamente la velocidad de propagación del rayo, su longitud de onda y su frecuencia en cada medio. ii) Justifique si existe, o no, la posibilidad de que exista reflexión total

Solución: i) La frecuencia no varía ($f_1 = f_2$). La velocidad es $v = c/n$, por lo que al ser $n_1 > n_2$, se tiene $v_2 > v_1$. La longitud de onda es $\lambda = v/f$, por tanto $\lambda_2 > \lambda_1$. ii) Sí existe reflexión total, ya que la luz pasa de un medio más refringente ($n_1$) a uno menos refringente ($n_2$), pudiendo ocurrir para ángulos de incidencia mayores que el ángulo límite $\hat{i}_L = \arcsin(n_2/n_1)$.

b) i) Realice un esquema indicando las trayectorias de ambos rayos.

Solución: Esquema que muestra la superficie de separación aire-vidrio, la normal, el rayo incidente conjunto con ángulo de $37^\circ$, y en el vidrio los dos rayos refractados: el rayo rojo con ángulo de refracción $r_{\text{rojo}} = 21{,}9^\circ$ y el azul con $r_{\text{azul}} = 21{,}1^\circ$, observándose que el azul se refracta más pegado a la normal.

b) ii) Determine el ángulo que forman entre sí los rayos rojo y azul en el interior del vidrio.

Solución: 0.82° / 0.82 ° / 0.0143 rad

b) iii) Calcule la frecuencia de la luz roja

Solución: 4.57e14 Hz / 4.57·10^14 Hz