Respuestas
Problema nº2
Sabiendo que la velocidad de la luz en el agua es de 225000 km/s y de 124481 km/s en el
diamante:
a) Hallar los índices de refracción absolutos en el agua y en el diamante.
b) Hallar el índice de refracción relativo del agua respecto al diamante.
Solución
a
d
8
8
8
8
v
v
= 0,55
2,42
1,33 b) n ( agua - diamante = )
42,2
1,24 10 m/s
3 10 m/s
v
c
Diamante n : =
33,1
2,25 10 m/s
3 10 m/s
v
c
a) Agua n : =
=
=
⋅
⋅
=
=
⋅
⋅
=
Problema nº3
a) ¿Qué frecuencia tiene un rayo de luz que en el agua y en el vidrio tiene una longitud
de onda de 3684 Å y 3161 Å, respectivamente? Hallar su velocidad de propagación en
ambos medios, si sus índices de refracción son: 1,33 y 1,55.
b) ¿Qué longitud de onda presentará en el vacío? ¿Cuál será ahora su frecuencia?
Solución
La frecuencia será la misma en los dos medios, y en el vacio, no varia.
b) Vacío : n = 3,684 10 m 1,33 = 4 900 Å ,3161 10 m 55,1 n
,6 105 10 Hz
3,161 10 m
v 1,93 10 m/s 193548,38 km/s =
1,55
10 3 m/s
n
c
Vidrio v: =
,6 107 10 Hz
3,684 10 m
v 2,25 10 m/s 225 000km/s =
33,1
10 3 m/s
n
c
a) Agua v: =
V V
7- 7
0 A A
14
7-
8 8
14
7-
8 8
λ = λ ⋅ ⋅ ⋅ = ⋅ ⋅ = λ ⋅
= ⋅
⋅
⋅
=
λ
= → ν
⋅
=
= ⋅
⋅
⋅
=
λ
= → ν
⋅
=
−
PROBLEMAS DE ÓPTICA. FÍSICA 2 BACHILLERATO.
Profesor: Félix Muñoz Jiménez
Problema nº4
Para la luz amarilla del sodio , cuya longitud de onda en el vacío es de 5890 Å , los
índices de refracción absolutos del alcohol y del benceno, son 1,36 y 1,50
respectivamente. Hallar la velocidad de propagación y la longitud de onda en ambos
medios de la luz amarilla.
Solución
200 000 km/s
1,50
3 10 m/s
n
c
v =
,3 927 10 m = 3 927 Å
1,50
89,5 10 m
n
benceno : =
220 588,2 km/s
1,36
3 10 m/s
n
c
v =
,4 331 10 m = 4 331Å
1,36
89,5 10 m
n
alcohol : =
8
7
7
0
8
7
7
0
=
⋅
=
= ⋅
⋅
=
λ
λ
=
⋅
=
= ⋅
⋅
=
λ
λ
−
−
−
−
Problema nº5
a) Un rayo de luz incide con 45º y pasa desde el aire al agua (n = 4/3). Calcular el ángulo de
refracción.
b) Un rayo de luz incide con 45º y pasa de un medio de índice de refracción de n = 1,55 a otro al
agua (de n = 4/3). Calcular el ángulo de refracción.
c) ¿Qué conclusiones puedes obtener de los resultados de los apartados anteriores?
Solución
Usando la fórmula:
1 i 2 r
n ⋅sen α = n ⋅sen α
82,0 55 29, º
4/3
55,1 sen 45º
sen
n
n sen b) sen
53,0 32 03, º
4/3
1 sen 45º
sen
n
n sen a)sen
r r
2
1 i
r
r r
2
1 i
r
= → α =
⋅ → α =
⋅ α
α =
= → α =
⋅ → α =
⋅ α
α =
c) Que cuando la luz pasa a un medio de mayor índice de refracción se acerca a la normal, y al pasar
a un medio de menos índice de refracción se aleja de la normal.
Problema nº6
Una lámina de vidrio de caras planas y paralelas situada en el aire tiene un espesor de 12 cm y un
índice de refracción de 1,5. Si un rayo de luz monocromática incide en la cara superior del vidrio
con un ángulo de 30º. Hallar:
a) El valor del ángulo en el interior de la lámina y el ángulo emergente.
b) El desplazamiento lateral del rayo incidente al atravesar la lámina.
c) Dibujar la marcha del rayo.
Solución
d AB = sen 10,53º = 12,73 sen 10,53º = 2,33 cm
AB
d
sen 10,53º =
El ángulo A será = 30º - 19,47º =10,53º
Con este dato en el triángulo ABC calculamos el desplazamiento del rayo, d :
12 73, cm
cos19,47º
12 AB =
AB
AE
cos
b) Del triángulo AEBse calcula AB :
33,0 ... = 19,47º
5,1
5,0
1 sen 30º 1,5 = sen sen
a) n sen n sen
r
r r r
1 i 2 r
→ ⋅ ⋅
α = → =
⋅ ⋅ α → α = = → α
⋅ α = ⋅ α
PROBLEMAS DE ÓPTICA. FÍSICA 2 BACHILLERATO.
Profesor: Félix Muñoz Jiménez
c)
Problema nº7
Un rayo de luz incide oblicuamente sobre una placa de vidrio de 4 cm de espesor con un ángulo de
incidencia de 40º. El índice de refracción del vidrio es 1,5. Las superficies superior e inferior del
vidrio producen rayos reflejados casi de la misma intensidad. ¿Cuál es la distancia L entre los dos
rayos?
Solución
3,8 = L sen 50º = 2,91 cm
3,8
L
sen 50º =
Si el ángulo reflejado inicial forma 40º con la normal forma 90º-40º 50º con la superficie :
x 4 = tan 25,37º = 1,90 2 x 2 = 1,90 3,8 =
4
x
tan
43,0 = 25,37º
5,1
64,0
1 sen 40º 1,5 = sen sen
n sen n sen
R
r r r
1 i 2 r
→ ⋅
Explicación: aqui te paso toda la guia y eso que soy de 7 01