FísicaFácilCuestión · 1 pts

Luz: reflexión, refracción y ondas electromagnéticas

Castilla-La Mancha · 2017 · Septiembre · Opción A
Enunciado
(a) ¿Qué es el índice de refracción?

(b) Se estudia el fenómeno de la refracción en una lámina de vidrio haciendo incidir un rayo de luz con distintos ángulos sobre la superficie. En la tabla al margen aparecen los ángulos de incidencia y los ángulos de refracción. Calcular el índice de refracción y la velocidad de la luz en este material.i (∘)r (∘)2716362148275731\begin{array}{|c|c|}\hline i\ (^\circ) & r\ (^\circ) \\ \hline 27 & 16 \\ \hline 36 & 21 \\ \hline 48 & 27 \\ \hline 57 & 31 \\ \hline\end{array}
Rayo que pasa del aire al vidrio con ángulo de incidencia i y ángulo de refracción r
Rayo que pasa del aire al vidrio con ángulo de incidencia i y ángulo de refracción r
Velocidad de la luz en el aire ≈\approx velocidad en el vacío c=3⋅108 m/sc = 3\cdot 10^8\,\text{m/s}
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Resultado
  n=1,64v=1,83⋅108 m/s  \boxed{\;n = 1{,}64\qquad v = 1{,}83\cdot 10^{8}\ \text{m/s}\;}
Ver la solución paso a pasoestrategia, desarrollo y consejo
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Estrategia

El índice de refracción es n=c/vn = c/v. Desde el aire, la ley de Snell queda sen i=n sen r\text{sen}\,i = n\,\text{sen}\,r: cada medida da un valor de nn.
2

Desarrollo

(a) El índice de refracción absoluto de un medio es el cociente entre la velocidad de la luz en el vacío y en ese medio, n=c/vn = c/v. Indica cuánto se frena la luz en él (siempre n≥1n \geq 1) y determina cuánto se desvía un rayo al pasar de un medio a otro.

(b)sen 27∘sen 16∘=1,65;sen 36∘sen 21∘=1,64;sen 48∘sen 27∘=1,64;sen 57∘sen 31∘=1,63\frac{\text{sen}\,27^\circ}{\text{sen}\,16^\circ} = 1{,}65;\quad \frac{\text{sen}\,36^\circ}{\text{sen}\,21^\circ} = 1{,}64;\quad \frac{\text{sen}\,48^\circ}{\text{sen}\,27^\circ} = 1{,}64;\quad \frac{\text{sen}\,57^\circ}{\text{sen}\,31^\circ} = 1{,}63nˉ=1,64v=cn=3⋅1081,64=1,83⋅108 m/s\bar n = 1{,}64 \qquad v = \frac{c}{n} = \frac{3\cdot 10^8}{1{,}64} = 1{,}83\cdot 10^{8}\ \text{m/s}
Simulación interactivaVisualiza este problema en una simulación (se abre en una nueva pestaña)
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Consejo

Calcula nn con cada pareja de ángulos y da la media: así compensas los errores de medida.
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