Opción B - Pregunta 4 · Física PAU Madrid Modelo 2019

Tema: Óptica · Del examen Modelo (2019)

Enunciado

Pregunta 4.- Un pez se encuentra dentro del agua de un estanque observando lo que hay fuera del agua. Sabiendo que el índice de refracción del agua es de 1,331{,}33, determine:

a)

El ángulo crítico para la frontera entre el agua y el aire. A partir de ello, justifique si el pez podría ver o no un objeto situado fuera del agua si mirase hacia la superficie del agua formando un ángulo de 60∘60^\circ con la normal.

Sí

No

b)

Si el pez está observando un objeto verde, color que corresponde a luz con longitud de onda en aire de 525 nm525\text{ nm}, obtenga la frecuencia y la longitud de onda de la luz de ese color en el agua (suponer que para el color verde el índice de refracción del agua es 1,331{,}33).

Datos: Índice de refracción del aire, n0=1n_0 = 1; Velocidad de luz en el aire, c=3⋅108 m s−1c = 3\cdot 10^8\text{ m s}^{-1}.

Enunciado: Opción B - Pregunta 4 · Física PAU Madrid Modelo 2019

Solución

Según los criterios oficiales de corrección

a) El ángulo crítico para la frontera entre el agua y el aire.

Solución: 48,8∘48{,}8^\circ

a) ¿Podría ver o no un objeto situado fuera del agua si mirase hacia la superficie formando un ángulo de 60º con la normal?

Solución: No

a) Justificación de si el pez podría ver o no el objeto.

Solución: Al ser el ángulo de incidencia de 60∘60^\circ superior al ángulo crítico (48,8∘48{,}8^\circ), se produce reflexión total. La luz que proviene del exterior sólo puede entrar con ángulos en el agua menores que θc\theta_c, por lo que mirando a 60∘60^\circ el pez no puede ver nada del exterior, sino el fondo del estanque reflejado.

b) Frecuencia de la luz de ese color en el agua.

Solución: 5,71⋅10145{,}71\cdot 10^{14} Hz / 5,71⋅10145{,}71\cdot 10^{14} s⁻¹

b) Longitud de onda de la luz de ese color en el agua.

Solución: 395395 nm / 3,95⋅10−73{,}95\cdot 10^{-7} m

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