Problema 5 · Física PAU Navarra Extraordinaria 2023

Tema: La luz: refracción, reflexión total y fibra óptica · Del examen Extraordinaria (2023)

Enunciado

A)

¿Qué es y qué condiciones se tienen que dar para que se produzca la refracción total? Dibujo. Ángulo límite. [1 punto]

B)

a) Queremos construir un prisma de vidrio (n=1,6n = 1{,}6) que, sumergido en aire, no deje pasar nada de luz a través de la superficie AB si los rayos inciden como indica la figura. Calcular el máximo ángulo δ\delta del prisma. [0,5 puntos]

b) Si ahora el prisma, cuyo ángulo has calculado, está sumergido en un medio en el cual la luz se propaga con una velocidad de 2,5⋅108 m/s2{,}5\cdot 10^8\text{ m/s}, hallar el ángulo con el cual la luz sale de la superficie AB si incide sobre la superficie AC como indica la figura. [0,5 puntos]

c) En esta segunda situación, calcular el ángulo mínimo con que deberemos incidir sobre la superficie AC para que no pase nada de luz a través de la superficie AB. [0,5 puntos]

Datos: c=3⋅108 m/sc = 3\cdot 10^8\text{ m/s}; naire=1n_{\text{aire}} = 1.

Enunciado: Problema 5 · Física PAU Navarra Extraordinaria 2023

Solución

Solución de AprenAI (no es la oficial)

A) ¿Qué es y qué condiciones se tienen que dar para que se produzca la refracción total? Dibujo. Ángulo límite.

Solución: Reflexión total: fenómeno por el cual la luz no se refracta al incidir sobre la superficie de separación de dos medios, reflejándose completamente en el medio de origen. Condiciones: 1) El haz de luz debe propagarse de un medio con mayor índice de refracción a otro de menor índice (n1>n2n_1 > n_2). 2) El ángulo de incidencia debe ser mayor que el ángulo límite (θi>θL\theta_i > \theta_L). Ángulo límite: sin⁡θL=n2n1\sin \theta_L = \frac{n_2}{n_1}.

B) a) Calcular el máximo ángulo δ\delta del prisma.

Solución: 51,32∘51{,}32^\circ

B) b) Hallar el ángulo con el cual la luz sale de la superficie AB.

Solución: 56,44∘56{,}44^\circ

Las soluciones de los 2 apartados que faltan y la explicación paso a paso son Premium. Premium

Resuélvelo aquí mismo: corrección automática, pistas y solución paso a paso.

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