Un rayo luminoso que se propaga en el aire incide sobre el agua de un estanque formando un ángulo de 20º con la normal.
a) ¿Qué ángulo formarán entre sí los rayos reflejado y refractado?
b) Variando el ángulo de incidencia, ¿podría producirse el fenómeno de reflexión total? Razone la respuesta.
n aire = 1 ; n agua = 1,33
Una onda electromagnética armónica de 20 MHz se propaga en el vacío, en el sentido positivo del eje OX. El campo eléctrico de dicha onda tiene la dirección del eje OZ y su amplitud es de 3 · 10 – 3 N C – 1
a) Escriba la expresión del campo eléctrico E(x, t), sabiendo que en x=0 su módulo es máximo cuando t = 0.
b) Represente en una gráfica los campos E(t) y B(t) y la dirección de propagación de la onda.
c = 3 · 10 8 m s – 1
Un rayo de luz monocromática incide en una de las caras de una lámina de vidrio, de caras planas y paralelas, con un ángulo de incidencia de 30º. La lámina está situada en el aire, su espesor es de 5 cm y su índice de refracción 1,5.
a) Dibuje el camino seguido por el rayo y calcule el ángulo que forma el rayo que emerge de la lámina con la normal.
b) Calcule la longitud recorrida por el rayo en el interior de la lámina.
a) Enuncie y explique, utilizando los esquemas adecuados, las leyes de la reflexión y refracción de la luz.
b) Un rayo láser pasa de un medio a otro, de menor índice de refracción. Explique si el ángulo de refracción es mayor o menor que el de incidencia ¿Podría existir reflexión total?
Para el apartado a) , mirar la teoría aquí
Un rayo de luz amarilla, emitido por una lámpara de vapor de sodio, posee una longitud de onda en el vacío de 5,9 · 10 – 9 m.
a) Determine la frecuencia, velocidad de propagación y longitud de onda de la luz en el interior de una fibra óptica de índice de refracción 1,5.
b) ¿Cuál es el ángulo de incidencia mínimo para que un rayo que incide en la pared interna de la fibra no salga al exterior? ¿Cómo se denomina este ángulo?
c = 3 · 10 8 m s – 1
Un rayo de luz con una longitud de onda de 300 nm se propaga en el interior de una fibra de vidrio, de forma que sufre reflexión total en sus caras.
a) Determine para qué valores del ángulo que forma el rayo luminoso con la normal a la superficie de la fibra se producirá reflexión total si en el exterior hay aire. Razone la respuesta.
b) ¿Cuál será la longitud de onda del rayo de luz al emerger de la fibra óptica?
c= 3. 10 8 m s -1 ; n vídrio =1,38 ; n aire = 1
Un rayo de luz roja, de longitud de onda en el vacío 650.10-9 m, emerge al agua desde el interior de un bloque de vidrio con un ángulo de 450. La longitud de onda en el vidrio es 433.10 -9 m.
a) Dibuje en un esquema los rayos incidente y refractado y determine el índice de refracción del vidrio y el ángulo de incidencia del rayo.
b) ¿Existen ángulos de incidencia para los que la luz sólo se refleja? Justifique el fenómeno y determine el ángulo a partir del cual ocurre este fenómeno.
n agua=1,33
Un haz de luz monocromática tiene una longitud de onda de 700 nm en el aire y 524 nm en el interior del humor acuoso del ojo humano.
a) Explique por qué cambia la longitud de onda de la luz en el interior del ojo humano y calcule el índice de refracción del humor acuoso.
b) Calcule la frecuencia de esa radiación monocromática y su velocidad de propagación en el ojo humano.
c= 3•10 8 m s –1 ; naire =1
Un rayo de luz de frecuencia 5 . 1014 Hz penetra en una lámina de vidrio de caras paralelas con un ángulo de incidencia de 300
a) Dibuje en un esquema los rayos incidente, refractado en el vidrio y emergente al
aire y determine los ángulos de refracción y de emergencia.
b) Explique qué características de la luz cambian al penetrar en el vidrio y calcule la
velocidad de propagación dentro de la lámina
c= 3 . 108 ms -1 ; nvidrio =1,5
a) Explique los fenómenos de reflexión y refracción de una onda en la superficie que separa dos medios.
b) Razone qué magnitudes de una onda cambian cuando pasa de un medio a otro.
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