Ejercicio C2 · Física PAU Andalucía Ordinaria Reserva 2023

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

Enunciado

C2. a) Un rayo de luz pasa de un medio a otro, observándose que en el segundo medio se desvía alejándose de la normal. Justifique: i) en qué medio se propaga el rayo con mayor velocidad; ii) en qué medio tiene menor longitud de onda.

a)

Justifique razonadamente ambas cuestiones:

b) Un rayo de luz está propagándose inicialmente en el interior de un material plástico. Cuando incide sobre la superficie que separa este material del aire con un ángulo superior a 35∘35^\circ respecto a la normal se produce reflexión total. i) Calcule de forma justificada, y apoyándose en un esquema, el índice de refracción del plástico. ii) Determine la velocidad, la frecuencia y la longitud de onda del rayo de luz en el interior del plástico sabiendo que su longitud de onda en el aire es de 6,5⋅10−7 m6{,}5\cdot 10^{-7}\ \text{m}.

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

b.i)

Esquema del fenómeno de reflexión total y ángulo límite:

b.ii)

Enunciado: Ejercicio C2 · Física PAU Andalucía Ordinaria Reserva 2023

Solución

Solución de AprenAI (no es la oficial)

b.i) Esquema del fenómeno de reflexión total

Solución: Esquema que muestra la superficie de separación horizontal entre el plástico (npn_p) abajo y el aire (naire=1n_{\text{aire}}=1) arriba. Se traza la normal perpendicular a la superficie. Un rayo incidente en el plástico incide con el ángulo límite θc=35∘\theta_c = 35^\circ respecto a la normal y el rayo refractado emerge rasante a la superficie (r=90∘r = 90^\circ). Para cualquier ángulo incidente θi>35∘\theta_i > 35^\circ, no hay refracción y el rayo se refleja totalmente en el plástico con el mismo ángulo de reflexión.

a) Un rayo de luz pasa de un medio a otro alejándose de la normal. Justifique: i) en qué medio se propaga con mayor velocidad; ii) en qué medio tiene menor longitud de onda.

Solución: i) En el segundo medio la velocidad es mayor (v₂ > v₁). ii) En el primer medio la longitud de onda es menor (λ₁ < λ₂).

b.i) Índice de refracción del plástico

Solución: 1,74

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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