Luz: reflexión, refracción y ondas electromagnéticas

a) Se dibuja el eje óptico con el espejo cóncavo a la derecha (superficie reflectora mirando a la izquierda), el foco $F$ y el centro de curvatura $C$ (a $2f$) delante del espejo, y el objeto como una flecha vertical apoyada en el eje. Desde el extremo superior del objeto se trazan dos rayos:

• un rayo paralelo al eje, que tras reflejarse pasa por el foco $F$;
• un rayo que pasa por el foco (o cuya prolongación pasa por él), que se refleja paralelo al eje.

(También sirve el rayo que pasa por $C$, que vuelve sobre sí mismo.) La imagen del extremo está donde se cortan los rayos reflejados o sus prolongaciones.

i) Objeto entre $F$ y $C$: los dos rayos reflejados se cortan delante del espejo, por debajo del eje y más lejos que $C$. La imagen es real (se forma con los rayos, se puede recoger en una pantalla), invertida y de mayor tamaño, situada más allá de $2f$.

ii) Objeto entre $F$ y el espejo: los rayos reflejados divergen y no se cortan; se cortan sus prolongaciones (líneas discontinuas) detrás del espejo. La imagen es virtual, derecha y de mayor tamaño (es el uso de los espejos de aumento, como los de maquillaje).

b) Trayectoria: se dibuja la superficie de separación diamante-aire y la normal en el punto de incidencia. El rayo llega desde el diamante formando un ángulo pequeño $\theta_i$ con la normal y, al pasar al aire (menor índice, mayor velocidad), se refracta alejándose de la normal, con $10^\circ$. Ángulo de incidencia (dentro del diamante):$$n_{\text{diamante}}\,\text{sen}\,\theta_i = n_{\text{aire}}\,\text{sen}\,10^\circ\Rightarrow \text{sen}\,\theta_i = \frac{\text{sen}\,10^\circ}{2{,}42} = 0{,}0718\Rightarrow \theta_i = 4{,}1^\circ$$Longitudes de onda ($\lambda_{\text{aire}} = c/f$):$$\lambda_{\text{aire}} = \frac{3\cdot10^{8}}{5\cdot10^{14}} = 6\cdot10^{-7}\,\text{m}\qquad \lambda_{\text{diamante}} = \frac{\lambda_{\text{aire}}}{n} = \frac{6\cdot10^{-7}}{2{,}42} = 2{,}48\cdot10^{-7}\,\text{m}$$