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Luz: reflexión, refracción y ondas electromagnéticas

Castilla y León · 2026 · Julio

Enunciado

Cuando la luz interacciona con la materia pueden ocurrir situaciones tan sorprendentes como los espejismos o el arco iris.

a) Indique la diferencia entre los fenómenos de refracción y de dispersión y relaciónelos con las situaciones descritas. (0,5 puntos)

b) Explique razonadamente si la luz monocromática puede sufrir ambos fenómenos. (0,5 puntos)

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Resultado

La refracción es el cambio de dirección al cambiar de medio (espejismo); la dispersión, la separación de colores porque

n

depende de la frecuencia (arco iris). La luz monocromática se refracta, pero no se dispersa.

Ver la solución paso a pasoestrategia, desarrollo y consejo

Estrategia

La refracción es el cambio de dirección de la luz al pasar a un medio con otro índice de refracción (ley de Snell). La dispersión es la separación de los colores porque el índice de refracción de un medio depende de la frecuencia. El espejismo es un efecto de la refracción en el aire; el arco iris necesita además la dispersión en las gotas de agua.

Desarrollo

a) Refracción: cambio de dirección (y de velocidad) que sufre la luz al pasar de un medio a otro con distinto índice de refracción

n = c/v

. Se rige por la ley de Snell:

n_1\,\text{sen}\,\theta_1 = n_2\,\text{sen}\,\theta_2

Al refractarse, la frecuencia no cambia; cambian la velocidad y la longitud de onda.

Dispersión: separación de una luz compuesta (por ejemplo, la blanca) en sus colores al refractarse. Ocurre porque en un medio material el índice de refracción depende de la frecuencia: el violeta tiene un

n

algo mayor que el rojo, así que se desvía más y los colores salen por caminos distintos.

Relación con las situaciones:

Espejismo: es un fenómeno de refracción. Sobre el asfalto o la arena calientes, el aire de las capas bajas está más caliente y tiene un índice de refracción menor. La luz que baja desde el cielo se va refractando de capa en capa y se curva hacia arriba, hasta que se refleja totalmente (se supera el ángulo límite). El ojo la recibe desde abajo y «ve» el cielo en el suelo, como si fuera agua.
Arco iris: es un fenómeno de dispersión. La luz solar se refracta al entrar en las gotas de lluvia, se refleja en su cara interna y se vuelve a refractar al salir. Como cada color tiene un índice distinto en el agua, sale con un ángulo distinto (unos $42^\circ$ el rojo y unos $40^\circ$ el violeta respecto de la luz del Sol), y los colores se separan en bandas.

b) La luz monocromática sí puede refractarse: al cambiar de medio cambia su velocidad y, si no incide perpendicularmente, su dirección, según la ley de Snell.

En cambio, no puede dispersarse. Tiene una sola frecuencia y, por tanto, un solo índice de refracción en cada medio: toda ella se desvía el mismo ángulo y no hay colores que separar. La dispersión necesita una luz compuesta por varias frecuencias. (Por eso los láseres, casi monocromáticos, no forman arco iris al atravesar un prisma: se desvían, pero siguen siendo un único haz.)

Consejo

Distingue bien las dos ideas: la refracción la sufre cualquier luz; la dispersión es una refracción distinta para cada color, así que solo se ve con luz de varias frecuencias.

En el apartado b) no basta con decir «no se dispersa»: explica que tiene una sola frecuencia y, por tanto, un único índice de refracción.

Paso 1 de 3

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