Ejercicio C2 · Física PAU Andalucía Extraordinaria Reserva 2023

Tema: Óptica geométrica · Del examen Extraordinaria Reserva (2023)

Enunciado

C2.

a)

Un rayo de luz reduce su velocidad a la mitad al pasar de un medio a otro.

i)

Determine razonadamente la relación entre los índices de refracción de ambos medios (n2/n1n_2/n_1).

ii)

Represente la trayectoria de un rayo que incide con un ángulo no nulo con respecto a la normal, y justifique si puede producirse el fenómeno de reflexión total.

b)

Un rayo de luz con una longitud de onda de 5,5⋅10−7 m5{,}5\cdot 10^{-7}\text{ m} que se propaga a través del aire incide sobre la superficie de un objeto de vidrio. Como consecuencia, la longitud de onda del rayo en el vidrio cambia a 5⋅10−7 m5\cdot 10^{-7}\text{ m}.

i)

Calcule su frecuencia y la velocidad de propagación en el vidrio.

ii)

Sabiendo que el rayo sale refractado formando un ángulo de 30∘30^\circ con respecto a la normal, realice un esquema con la trayectoria de los rayos y determine razonadamente el ángulo de incidencia.

Datos:

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

Enunciado: Ejercicio C2 · Física PAU Andalucía Extraordinaria Reserva 2023

Solución

Solución de AprenAI (no es la oficial)

a) i) Determine razonadamente la relación entre los índices de refracción de ambos medios.

Solución: 2

Esquemas gráficos de trayectoria de los rayos para a) ii) y b) ii)

Solución: a) ii) Esquema de refracción: El rayo incide desde el medio 1 formando un ángulo i^>0\hat{i} > 0 con la normal. Al pasar al medio 2 (n2>n1n_2 > n_1), el rayo se acerca a la normal, de modo que el ángulo refractado cumple r^<i^\hat{r} < \hat{i}. Se debe representar la superficie de separación, la recta normal discontinua, el rayo incidente y el rayo refractado acercándose a la normal. b) ii) Esquema con la trayectoria: Superficie horizontal de separación aire-vidrio. La normal perpendicular a la superficie. El rayo refractado en el vidrio forma 30∘30^\circ con la normal. El rayo incidente en el aire forma un ángulo mayor con la normal ( i^=33,37∘ \,\hat{i} = 33{,}37^\circ\,), mostrando la desviación hacia la normal al entrar en el vidrio.

a) ii) Justifique si puede producirse el fenómeno de reflexión total.

Solución: No puede producirse reflexión total / No / No es posible

Las soluciones de los 3 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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