FísicaMedioCuestión · 1 pts

Luz: reflexión, refracción y ondas electromagnéticas

Castilla-La Mancha · 2016 · Septiembre · Opción A
Enunciado
Se tiene una cubeta de vidrio parcialmente llena con un líquido de índice de refracción 1,561{,}56. Cuando la luz llega al fondo de la cubeta, se observa que se refracta alejándose de la normal (ver figura). Se hacen las tres medidas de ángulo de incidencia y ángulo de refracción que aparecen en la tabla.
Cubeta de vidrio con líquido; un rayo baja por el líquido con ángulo i y, al entrar en el vidrio del fondo, se aleja de la normal con ángulo r
Cubeta de vidrio con líquido; un rayo baja por el líquido con ángulo i y, al entrar en el vidrio del fondo, se aleja de la normal con ángulo r
i (∘)r (∘)1212,51818,72829,2\begin{array}{c|c} i\ (^\circ) & r\ (^\circ) \\ \hline 12 & 12{,}5 \\ 18 & 18{,}7 \\ 28 & 29{,}2 \end{array}(a) Razónese si el índice de refracción del vidrio es mayor o menor que el índice de refracción del líquido que contiene.

(b) Calcular el índice de refracción del vidrio.
Comprobar el resultadocompara con lo que te ha salido
Resultado
  nv<nlnv≈1,50  \boxed{\;n_v < n_l\qquad n_v \approx 1{,}50\;}
Ver la solución paso a pasoestrategia, desarrollo y consejo
1

Estrategia

Ley de Snell nlsin⁡i=nvsin⁡rn_l\sin i = n_v\sin r: si r>ir > i, el segundo medio tiene menor índice. Se calcula nvn_v con cada medida y se promedia.
2

Desarrollo

(a) Como nlsin⁡i=nvsin⁡rn_l\sin i = n_v\sin r y el rayo se aleja de la normal (r>ir > i, así que sin⁡r>sin⁡i\sin r > \sin i), tiene que sernv<nln_v < n_lEl vidrio tiene menor índice de refracción que el líquido.

(b)nv=nl sin⁡isin⁡rn_v = n_l\,\frac{\sin i}{\sin r}i (∘)r (∘)nv1212,51,4991818,71,5042829,21,501\begin{array}{c|c|c} i\ (^\circ) & r\ (^\circ) & n_v \\ \hline 12 & 12{,}5 & 1{,}499 \\ 18 & 18{,}7 & 1{,}504 \\ 28 & 29{,}2 & 1{,}501 \end{array}nˉv=1,499+1,504+1,5013=1,50\bar n_v = \frac{1{,}499 + 1{,}504 + 1{,}501}{3} = 1{,}50
Simulación interactivaVisualiza este problema en una simulación (se abre en una nueva pestaña)
3

Consejo

«Se aleja de la normal» significa que la luz pasa a un medio de menor índice (más rápido): es la misma idea que permite la reflexión total.
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