Pregunta B.4 · Física PAU Madrid Ordinaria 2021

Tema: Óptica · Del examen Ordinaria (2021)

Enunciado

Pregunta B.4.- Un rayo láser, que emite luz de longitud de onda de 488 nm488\text{ nm} en el vacío, incide desde el aire sobre la superficie plana de un material con un índice de refracción de 1,551{,}55. El rayo incidente y el reflejado forman entre sí un ángulo de 60∘60^\circ.

a)

Determine la frecuencia y la longitud de onda del rayo luminoso en el aire y dentro del medio material.

b)

Calcule el ángulo que formará el rayo refractado en el material con el rayo reflejado en el aire. ¿Existirá algún ángulo de incidencia para el cual el rayo láser sufra reflexión total? Justifique la respuesta.

Sí

No

Datos:

Índice de refracción del aire, naire=1n_{\text{aire}} = 1; Velocidad de la luz en el vacío, c=3⋅108 m s−1c = 3\cdot 10^8\text{ m s}^{-1}.

Enunciado: Pregunta B.4 · Física PAU Madrid Ordinaria 2021

Solución

Según los criterios oficiales de corrección

a) Determine la frecuencia del rayo luminoso en el aire y dentro del medio material.

Solución: 6,15⋅1014 Hz6{,}15\cdot 10^{14}\text{ Hz}

a) Longitud de onda del rayo luminoso dentro del medio material.

Solución: 3,15⋅10−7 m3{,}15\cdot 10^{-7}\text{ m} / 315 nm315\text{ nm}

b) Calcule el ángulo que formará el rayo refractado en el material con el rayo reflejado en el aire.

Solución: 131,18∘131{,}18^\circ

¿Existirá algún ángulo de incidencia con reflexión total?

Solución: No

¿Existirá algún ángulo de incidencia para el cual el rayo láser sufra reflexión total? Justifique la respuesta.

Solución: No. Para que ocurra reflexión total la luz debe propagarse de un medio de mayor índice a otro de menor índice.

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