Problema 7 · Física PAU Navarra Ordinaria 2022

(A) Explicar la reflexión total y el ángulo límite. [1,25 puntos]

(B) Una fibra óptica está compuesta por dos materiales, el núcleo con índice de refracción de $1{,}48$ y el recubrimiento con un índice de $1{,}46$. Los rayos que penetren en la fibra desde el aire ($n = 1$) no deben salir al exterior, con lo cual estarán contenidos en un cono, llamado cono de aceptación, cuyo ángulo ($\alpha$) lo delimita el ángulo límite en su interior.

a)

Hallar el valor del ángulo límite del núcleo. [0,5 puntos]

b)

Hallar el ángulo ($\alpha$) del cono de aceptación. [0,5 puntos]

c)

Si la frecuencia del rayo incidente, en aire, es de $6 \cdot 10^{14}\text{ Hz}$, hallar la frecuencia y la longitud de onda del rayo en el núcleo, $n = 1{,}48$. [0,25 puntos]

Dato: $c = 3 \cdot 10^8\text{ m s}^{-1}$