2.4 - Colegio del Sagrado Corazón

COLEGIO DEL SAGRADO CORAZÓN.
DEPARTAMENTO DE CIENCIAS.
ASIGNATURA: FÍSICA 11º
PROFESOR: LUIS C. HERAZO C.
NOMBRE DEL ESTUDIANTE: _______________________________
Esta guía tiene como objetivo que el estudiante:
Aprenda a escuchar a sus compañeros y a pedir la palabra con respeto.
Participe activamente en la clase, aportando sus ideas e inquietudes, contribuyendo de esta manera a crear un ambiente
adecuado de trabajo.
Identifique fenómenos físicos relacionados con la refracción de la luz.
Resuelva problemas a partir de la caracterización de un fenómeno físico relacionado con la refracción de la luz.
2.2 REFRACCIÓN DE LA LUZ
La luz se propaga en línea recta con velocidad constante en un medio uniforme, si se cambia el medio cambiará su velocidad, pero
seguirá propagándose en línea recta. La desviación o cambio de dirección de un rayo de luz cuando pasa oblicuamente de un medio a
otro se denomina: refracción.
La velocidad de la luz en una sustancia material generalmente es menor que la velocidad de la luz en el vacío o en el aire. La razón
entre la velocidad de la luz el vacío y la velocidad de la luz en una sustancia material recibe el nombre de índice de refracción.
, donde c es la velocidad de la luz en el vacío (3x108m/s), y v es la velocidad de la luz en medio material, n es el índice de
refracción.
Leyes de la refracción
Primera ley: El rayo incidente, el rayo refractado y la normal se encuentran en el mismo plano.
Segunda ley: La trayectoria de un rayo refractado en la entre cara de dos medios es exactamente reversible.
Tercera ley: La razón del seno del ángulo incidente, entre el seno del ángulo de refracción va a ser igual a la razón de la velocidad de
la luz en el medio de incidencia entre la velocidad de la luz del medio de refracción. Lo que matemáticamente se expresa así:
Dispersión de la luz
La dispersión es la separación de la luz en las longitudes de ondas que la componen, la luz blanca es realmente una mezcla que consta
de diferentes colores. La proyección de un haz dispersado se llama espectro.
Reflexión interna total
Cuando un haz luminoso penetra de un medio menos denso ópticamente a otro, el rayo refractado se acerca a la normal. Cuando un
haz luminoso penetra de un medio más denso ópticamente a otro, el rayo refractado se aleja de la normal.
Cuando un rayo con un ángulo de incidencia igual a 0 penetra de un medio a otro, el ángulo de refracción será 0, por lo tanto no habrá
desviación.
Cando un rayo luminoso incide desde el aire de índice de refracción 1, y con un ángulo de 90° sucede lo siguiente:
,
donde Ѳc es el ángulo crítico.
El ángulo crítico también es el ángulo mínimo de incidencia en el cual se produce la reflexión interna total. El ángulo de incidencia se
mide respecto a la normal de la separación de los medios.
PROBLEMAS.
1. Halle la velocidad de la luz en un vidrio que tiene un índice de refracción 5/3.
2. Un haz luminoso recorre una lámina de vidrio de espesor 4cm y de índice de refracción 1.5, determine qué distancia recorrerá esta
luz en el aire en el mismo tiempo en que atravesó la lámina.
3. Un rayo luminoso pasa del aire al vidrio de índice de refracción 1.5 con un θi igual a 37°, hallar θr.
4. Un rayo luminoso pasa del vidrio de índice de refracción igual a 1.5 al aire con un θi igual a 37°, hallar θr.
5. Encuentre el ángulo de refracción crítico para un vidrio de índice de refracción igual a 5/3.
6. Una tabla circular de R= 3m, flota sobre un líquido, En el centro de la tabla y dentro del líquido se cuelga un foco luminoso que
puede bajar hasta una distancia de 4m, sin que ningún rayo luminoso pueda salir al aire. Halle el índice de refracción del líquido.
7. Tres rayos inciden con ángulos de 30°, 45° y 60° sobre la superficie de una semiesfera de vidrio de índice de refracción igual a .
Analice que pasa con los rayos refractados o reflejados.
8. Hallar el índice de refracción del líquido del recipiente del siguiente gráfico:
9. La figura representa un rayo luminoso dentro de tres medios transparentes que pueden ser vidrio, agua y aire, con índices de
refracción 1.5, 1.33 y 1 respectivamente, Halle el orden de los tres medios y el valor del ángulo θ.
10. Demostrar que: i + r = 90°
11. Un pez A se encuentra en el fondo de una piscina de profundidad h y de índice de refracción n. Demostrar que la distancia más
pequeña L para que el pez pueda ver lo que ocurre en la orilla B que está dada por la siguiente expresión:
12. Halle la longitud de onda en el agua de la luz violeta cuya longitud de onda en el vacío es 0,4 µm.
TIPO ICFES.
1. Un vidrio tiene un índice de refracción de 5/3. La velocidad de la luz dentro del vidrio es:
a) 180000km/s a) 90000km/s a) 120000km/s a) 3000000km/s
2. La longitud de de onda de la luz verde, dentro del vidrio anterior, si la longitud de de onda en el vacío es 0.5µm será:
a) 0.3µm b) 0.4µm c) 0.5µm d) 0.6µm
3. El ángulo de refracción crítico de este vidrio es:
a) 37º b) 45º c) 27º d) 50º
4. Una persona en la orilla de un lago desea pescar un pez quieto, usando una flecha, para lograrlo deberá apuntar:
a) directo al pez b) arriba del pez c) debajo del pez d) a la derech a del pez.