Ejercicio C1 · Física PAU Andalucía Extraordinaria Titular 2022

Tema: Óptica geométrica · Del examen Extraordinaria Titular (2022)

Enunciado

C1. a) Un rayo de luz monocromática se propaga por el aire e incide formando un ángulo de incidencia θ\theta sobre una lámina de vidrio de caras planas y paralelas. El rayo atraviesa la lámina, se propaga por el vidrio y sale nuevamente al aire.

i)

Dibuje un esquema de la trayectoria que sigue el rayo en el proceso descrito.

ii)

Analice su velocidad, longitud de onda y frecuencia a lo largo del camino citado.

b) Un rayo de luz monocromática se propaga desde el aire al agua, e incide formando un ángulo de 30∘30^\circ con la normal a la superficie. El rayo refractado forma un ángulo de 128∘128^\circ con el reflejado.

i)

ii)

iii)

Dades:

naire=1n_{\text{aire}} = 1; c=3⋅108 m s−1c = 3\cdot 10^8\text{ m s}^{-1}

Enunciado: Ejercicio C1 · Física PAU Andalucía Extraordinaria Titular 2022

Solución

Solución de AprenAI (no es la oficial)

a) i) Dibuje un esquema de la trayectoria que sigue el rayo en el proceso descrito.

Solución: Esquema de lámina de caras plano-paralelas: rayo incidente con ángulo θ\theta, refracción hacia la normal en el interior del vidrio (r<θr < \theta), incidencia en la segunda cara con ángulo rr y rayo emergente refractado alejándose de la normal con el mismo ángulo θ\theta, paralelo al rayo incidente pero desplazado lateralmente.

a) ii) Analice su velocidad, longitud de onda y frecuencia a lo largo del camino citado.

Solución: Frecuencia ff: constante en todo el camino. Velocidad vv: en el aire vale c=3⋅108 m/sc = 3\cdot 10^8\text{ m/s}, en el vidrio disminuye a v=c/nv<cv = c/n_v < c, y al salir al aire recupera su valor inicial cc. Longitud de onda λ\lambda: en el aire es λ0=c/f\lambda_0 = c/f, en el vidrio se reduce a λ=v/f=λ0/nv\lambda = v/f = \lambda_0/n_v, y al volver al aire recupera su valor original λ0\lambda_0.

b) i) Determine el ángulo de refracción ayudándose de un esquema.

Solución: 22°

Las soluciones de los 2 apartados que faltan y la explicación paso a paso son Premium. Premium

Resuélvelo aquí mismo: corrección automática, pistas y solución paso a paso.

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