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Óptica geométrica
Problema
2016 · Ordinaria · Titular
4B-b
Examen

Un rayo de luz con una longitud de onda de 300 nm300 \text{ nm} se propaga en el interior de una fibra de vidrio.

b) ¿Cuál será la longitud de onda del rayo de luz al emerger de la fibra óptica?

c=3108 m/s;nvidrio=1,38;naire=1c = 3 \cdot 10^{8} \text{ m/s} ; n_{\text{vidrio}} = 1,38 ; n_{\text{aire}} = 1

Longitud de ondaÍndice de refracciónFrecuencia
b) Longitud de onda al emerger de la fibra óptica

Cuando la luz pasa de un medio a otro, la frecuencia no cambia, pero sí la longitud de onda. La longitud de onda en un medio de índice de refracción nn está relacionada con la longitud de onda en el vacío (o aire) mediante:

λmedio=λvacıˊon\lambda_{medio} = \dfrac{\lambda_{vacío}}{n}

Primero obtenemos la longitud de onda en el vacío (o en el aire, ya que naire=1n_{aire} = 1) a partir de la longitud de onda dentro del vidrio (λvidrio=300 nm\lambda_{vidrio} = 300 \text{ nm}, nvidrio=1,38n_{vidrio} = 1{,}38):

λvacıˊo=λvidrionvidrio=300 nm×1,38=414 nm\lambda_{vacío} = \lambda_{vidrio} \cdot n_{vidrio} = 300 \text{ nm} \times 1{,}38 = 414 \text{ nm}

Al emerger al aire (naire=1n_{aire} = 1), la longitud de onda recupera su valor en el vacío:

λaire=λvacıˊonaire=414 nm1=414 nm\lambda_{aire} = \dfrac{\lambda_{vacío}}{n_{aire}} = \dfrac{414 \text{ nm}}{1} = 414 \text{ nm}

La longitud de onda del rayo de luz al emerger de la fibra óptica es λaire=414 nm\lambda_{aire} = 414 \text{ nm}.