Ejercicio C2 · Física PAU Andalucía Ordinaria Titular 2023

a.i) y b.iii) Esquemas de trazado de rayos

Solución: a.i) Al pasar a un medio donde $v_2 = 2v_1$, el índice disminuye ($n_2 < n_1$), por lo que el rayo refractado se aleja de la normal. El ángulo límite existe y se puede producir reflexión total si el ángulo de incidencia supera $\arcsin(n_2/n_1) = \arcsin(0{,}5) = 30^\circ$. b.iii) El rayo incide a $10^\circ$ desde el líquido hacia el aire. El rayo reflejado sale con un ángulo de $10^\circ$ respecto a la normal en el líquido. El rayo refractado se aleja de la normal en el aire, saliendo a $25{,}74^\circ$.

a.i) Justificación de si puede producirse el fenómeno de la reflexión total:

Solución: Sí, puede producirse reflexión total porque la luz pasa de un medio más refringente a otro menos refringente ($n_1 > n_2$).

a.ii) Relación entre las longitudes de onda en ambos medios:

Solución: 2 / $\lambda_2 = 2\lambda_1$

b.i) Calcule su longitud de onda en el aire.

Solución: $3{,}65\cdot 10^{-7}$ m / 365 nm

b.ii) Calcule la velocidad del rayo en el líquido.

Solución: $1{,}20\cdot 10^8$ m/s / $1{,}2\cdot 10^8$ m/s

b.ii) Calcule el índice de refracción del líquido.

Solución: 2,5 / 2{,}5

b.iii) Calcule el ángulo de reflexión.

Solución: 10 / 10°

b.iii) Calcule el ángulo de refracción.

Solución: 25,74 / 25{,}74°