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Luz: reflexión, refracción y ondas electromagnéticas

Castilla-La Mancha · 2019 · Julio · Opción B
Enunciado
Un rayo de luz que se propaga por un líquido de índice de refracción n1=1,63n_1 = 1{,}63 se refracta al llegar a la base de la cubeta que lo contiene con un ángulo r=42∘r = 42^\circ. Si el índice de refracción del vidrio de la cubeta es n2=1,52n_2 = 1{,}52, ¿cuál es el ángulo de incidencia ii? ¿Es mayor o menor que el ángulo de refracción? ¿En qué ley nos basamos para hacer este cálculo?
Cubeta de vidrio (n2 = 1,52) con un líquido (n1 = 1,63); un rayo llega a la base con ángulo i y se refracta en el vidrio con ángulo r
Cubeta de vidrio (n2 = 1,52) con un líquido (n1 = 1,63); un rayo llega a la base con ángulo i y se refracta en el vidrio con ángulo r
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Resultado
  i=38,6∘<r=42∘(ley de Snell)  \boxed{\;i = 38{,}6^\circ < r = 42^\circ\quad (\text{ley de Snell})\;}
Ver la solución paso a pasoestrategia, desarrollo y consejo
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Estrategia

Ley de Snell en la frontera líquido-vidrio: n1 sen i=n2 sen rn_1\,\text{sen}\,i = n_2\,\text{sen}\,r.
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Desarrollo

sen i=n2 sen rn1=1,52 sen 42∘1,63=0,624⟹i=38,6∘\text{sen}\,i = \frac{n_2\,\text{sen}\,r}{n_1} = \frac{1{,}52\,\text{sen}\,42^\circ}{1{,}63} = 0{,}624 \quad\Longrightarrow\quad i = 38{,}6^\circEl ángulo de incidencia es menor que el de refracción (38,6∘<42∘38{,}6^\circ < 42^\circ): la luz pasa a un medio de menor índice, así que se aleja de la normal.

El cálculo se basa en la ley de Snell de la refracción.
Simulación interactivaVisualiza este problema en una simulación (se abre en una nueva pestaña)
3

Consejo

Comprueba siempre el sentido: hacia un medio de mayor índice el rayo se acerca a la normal; hacia uno de menor índice, se aleja.
Paso 1 de 3
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