Question

Un rayo de luz que viaja por el aire
(indice de refracción n=1) incide en la
superficie de separación (pared
transparente) respecto al gas de
cloroformo indice de refracción
n=1,001450) como se observa en la
figura
Normal
Rayo de luz
Aire
Gas cloroformo
Cuando el rayo de luz pase del aire al
cloroformo, sucede que el rayo de luz se:
A. Aleja de la normal debido que la
velocidad de la luz en el cloroformo es
mayor
B. Aleja de la normal debido que la
velocidad de la luz en el cloroformo es
menor
C. Acerca a la normal debido que la
velocidad de la luz en el cloroformo es
mayor
· D. Acerca a la normal debido que la
velocidad de la luz en el cloroformo es
menor

Answer 1

Para encarar este problema vamos a despreciar la refracción debida a la pared transparente, haciendo de cuenta que la luz atraviesa una superficie de contacto gas-aire. En la refracción aplicamos la ley de Snell:

$n_1.sen(\theta_1)=n_2.sen(\theta_2)$

Los ángulos son en relación a la normal, es decir en relación a una recta perpendicular a la superficie de contacto. Si reemplazamos los índices de refracción queda:

$1.sen(\theta_1)=1,001450.sen(\theta_2)\\\\sen(\theta_2)=\frac{1}{1,001450}sen(\theta_1)=0,9986sen(\theta_1)$

Lo que significa que el ángulo de transmisión en el cloroformo será menor, pero además el índice de refracción de un medio m se define como:

$n_m=\frac{c_m}{c_0}$

Donde C0 es la velocidad de la luz en el vacío y cm en el medio. Con lo que en el cloroformo la velocidad de la luz es ligeramente menor.

Resumiendo tenemos que el rayo de luz se acerca a la normal debido a que la velocidad de la luz en el cloroformo es menor.