Ejercicio 4B · Física PAU Asturias Ordinaria 2022

Tema: La luz: refracción y reflexión total · Del examen Ordinaria (2022)

Enunciado

4B. Un bañista situado al borde de un trampolín descubre un objeto en el fondo de la piscina, que tiene una profundidad de 2 m. Para observarlo ha necesitado mirar con un ángulo de 60º respecto a la normal a la superficie del agua, estando su ojo situado a 3 m de altura sobre el agua. Dado que el valor del índice de refracción del agua es nagua=1,33n_{\text{agua}} = 1{,}33, calcula:

a)

La distancia horizontal a la que se encuentra el objeto respecto a la vertical desde el borde del trampolín. [1 punto]

b)

El ángulo límite entre ambos medios, realizando un esquema que indique la marcha del rayo. [1 punto]

Enunciado: Ejercicio 4B · Física PAU Asturias Ordinaria 2022

Solución

Según los criterios oficiales de corrección

a) La distancia horizontal a la que se encuentra el objeto respecto a la vertical desde el borde del trampolín.

Solución: 6,92 m6{,}92\text{ m} / 6,9 m6{,}9\text{ m} / 692 cm692\text{ cm}

b) El ángulo límite entre ambos medios

Solución: 48∘ 45′48^\circ\, 45' / 48,75∘48{,}75^\circ / 48,8∘48{,}8^\circ / 0,851 rad0{,}851\text{ rad}

b) Realizando un esquema que indique la marcha del rayo.

Solución: Esquema de la marcha del rayo donde la luz incide desde el agua (nagua=1,33n_{\text{agua}} = 1{,}33) hacia la superficie con el aire (naire=1n_{\text{aire}} = 1) con el ángulo límite φL\varphi_L, refractándose a lo largo de la superficie con un ángulo de refracción φr=90∘\varphi_r = 90^\circ respecto a la normal.

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