Refracción+de+la+luz

Liceo Juan XXIII Villa Alemana
Departamento de Ciencias
Prof. David Valenzuela
GUÍA DE EJERCICIOS
“Refracción de la luz y ley de Snell”
w³.fisic.jimdo.com
el mejor sitio para estudiar
física básica
PRIMERO MEDIOS
Nombre:________________________________
EJERCICIOS
n=
ayuda despejes de la ley de Snell
n 1 sen θ1=n2 sen θ2
n senθ2
n 1= 2
sen θ1
n senθ1
n 2= 1
senθ2
θ2=sen−1
{
n 1 sen θ1
n2
}
θ1=sen−1
{
n 2 senθ2
n1
}
c
λf
n=
c
v
n 1 λ1 =n 2 λ 2
Como la frecuencia permanece
constante tenemos para dos medios
Refracción y reflexión
1. La Ley de Reflexión.
Un observador en reposo,
representado por el ojo en la figura, se encuentra frente a tres
espejos idénticos ubicados a cierta distancia frente a él,
como muestra la figura. Dibujando un diagrama de rayos
incidentes y reflejados, determinar las imágenes que el
observador ve reflejada en cada uno de los espejos.
2. La figura muestra a un conjunto de espejos planos que
forman una caja cuyas paredes se cortan en ángulo recto.
a)Dibuje un rayo luminoso que partiendo del punto O incida
primero sobre el espejo A y luego de sucesivas reflexiones
emerja de la caja pasando
por el mismo punto O.
b) Si ahora la primera incidencia es en el espejo C, luego de sucesivas reflexiones, ¿podrá pasar el rayo reflejado por el punto
O?.
COMO SE PROPAGA LA LUZ
Instrucciones
En cada uno de los cuadros debe ir contestando según corresponda con una marca en el lugar correcto
1. ¿Cuál de las siguientes figuras indica la trayectoria correcta de un haz de luz en el agua?
2. En la figura se ha señalado un haz de luz que entra y sale de
un semi-cilindro de plástico. Complete la figura dibujando la
trayectoria del haz de luz en el interior del plástico.
3. En la figura encuentre los ángulos Өi y Өb, sabiendo que n1= 1.22 y n2= 1.58.
4. Se encuentra que la velocidad de la luz amarilla del sodio en cierto líquido es de
1.92 x108 (m/s). Calcule el índice de refracción de este líquido con respecto al aire, para la luz
del sodio.
5. Se sabe que una onda de frecuencia 5 x 1014 Hz se propaga en el agua. Calcule
1. La velocidad de propagación y la longitud de onda de dicha onda en el aire (n = 1)
2. La velocidad de propagación de la luz en el agua sabiendo que el índice de refracción es
de 1,33 y la longitud de onda en el agua.
θb
θi
6. Si un rayo de luz monocromático ( un color) de color rojo pasa desde el aire al agua en ángulo de incidencia de 25°. (n del agua 1,33)
1. ¿Cuál es el ángulo de refracción? Haga un esquema de rayos que muestre la situación
2. ¿Cuál es el ángulo de refracción total interna para esos dos medios, si el rayo de luz proviene del agua al aire. Realice un esquema que muestre la situación
7. Un estudiante observa una piedra (P) en el fondeo de una piscina como se indica en la figura. Dibuja (en la figura) la trayectoria que sigue uno de los rayos que
permiten al observador ver la piedra, identificando claramente el rayo incidente (I) y el refractado (R) .El ángulo de refracción del rayo que va desde la piedra hacia
el observador es de 25°
1. ¿Con qué ángulo incide el rayo de luz
2. Realiza el trazado de rayo ( el lugar P es el punto donde realmente se encuentra la piedra, no donde el estudiante la ve)
8. Un faro sumergido en un lago dirige un haz de luz hacia la superficie del lago con ángulo de
incidencia de 40°. Encontrar el ángulo de refractado (n agua = 1,33)
9. Encontrar el ángulo límite para la refracción total interna de un rayo de luz que pasa del
hielo (n=1,31) al aire. Haz un dibujo
10. Una capa de aceite ( n= 1,45) flota en al agua (n= 1,33). Un rayo de luz incide sobre la gota
del aceite desde el aire con ángulo 40°. Encontrar el ángulo de refracción que se forma en el
agua.
11. Si un rayo de luz monocromática se propaga del agua al aire. ¿ A partir de qué valor del
ángulo de incidencia en la superficie entre ambos medios se presentará el fenómeno de la
reflexión total interna. ¿ Qué nombre recibe ese ángulo? ¿cuánto vale? (n agua de 4/3).
Fundamente su respuesta.
12. Unas olas de mar que se mueven a una velocidad de 4.0 (m/s) se están aproximando a una playa formando un ángulo de 30º con la normal, como se muestra en la
figura. Supóngase que la profundidad del agua cambia abruptamente y que la velocidad de la ola disminuye a 3.0 (m/s).Cerca de la playa, ¿Cuál es el ángulo Ө
entre la dirección del movimiento de la ola y la normal? (Supóngase la misma ley de la refracción que para la luz. Explique por qué la mayoría de las olas llegan en
forma normal a la orilla, aun cuando a grandes distancia se aproximan con una variedad de ángulos.
13. Un buceador en un lago mira hacia arriba a 27º de la vertical para ver un salvavidas anular que flota en la superficie. A través del centro del salvavidas puede ver
una chimenea que se sabe tiene 98 (m) de altura. ¿Cuan lejos del salvavidas está la base de la chimenea?
14. Una fuente luminosa emite luz monocromática de longitud de onda en el vacío λ= 6 x 10-7 m ( luz roja) que se propaga en el agua de índice de refracción n=1,34.
Determine:
1. La velocidad de propagación de la luz en el agua
2. La frecuencia y la longitud de onda de la luz en el agua
15. Un rayo de luz monocromática que se propaga en el aire incide sobre una sustancia trasparente con un ángulo de 58° con respecto a la normal. Se observa que los
rayos reflejados y refractados son mutuamente perpendiculares
1. ¿Cuál es el índice de refracción de la sustancia trasparente para la luz?
2. ¿Cuál es el ángulo límite para reflexión total interna en esa sustancia, si la luz se propaga desde ésta al aire?
SOLUCIONES
Ejercicio 3
Utilizando la ley de la reflexión se puede determinar el campo de
imágenes que tiene el ojo del observador al mirar hacia cada uno de los
espejos. Para encontrar esas imágenes basta con dibujar, en primer
lugar, los rayos que se reflejan en los extremos del espejo 1 y que llegan
al ojo. Ver figura (a)
Soluciones:
1) alternativa “d”
2) --------------3) bi=60°
4) n
5) a)x 10-7 m b) v=2,25 x 108 m/s ,  x 10-9 m
6) a) 18,53° b) ángulo crítico 48,75°
7) ángulo incidente 17,81°
8) 58,75 ángulo refractado
9) ángulo crítico 49,76
10) 28,9°
11) 48,59 ángulo crítico
12) 
13) La distancia 129,4 m
14) a) 2,24 x 108 m/s b) f = 5 x1014 Hz, x 10-7
15) el índice es el mismo que el aire, no tiene ángulo crítico