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Leyes de la refracción y reflexión total
Problema
2024 · Extraordinaria · Titular
P3
Examen

El agua contenida en un depósito está separada del aire por una placa plana horizontal de vidrio, de espesor e=10 cme = 10 \text{ cm}, estando su cara inferior en contacto con el agua. Un rayo de luz monocromática de frecuencia f=31014 Hzf = 3 \cdot 10^{14} \text{ Hz}, procedente de una lámpara situada en el interior del depósito, incide sobre el vidrio con un ángulo θ=45\theta = 45^\circ respecto de la normal a la superficie de la placa. Calcula razonadamente:

a) El ángulo de refracción entre el agua y el vidrio y el ángulo de refracción entre el vidrio y el aire. Representa los rayos en los tres medios.b) El ángulo de incidencia máximo de entrada del rayo desde el agua a la placa de vidrio, θm\theta_m, para que salga de ésta al aire, así como el tiempo que tarda el rayo en propagarse a través del vidrio cuando incide con este ángulo θm\theta_m. Calcula también la longitud de onda del rayo en el interior de la placa de vidrio.

Datos: nagua=1,33n_{agua} = 1,33; nvidrio=1,62n_{vidrio} = 1,62; naire=1,00n_{aire} = 1,00; velocidad de la luz en el aire, c=3108 m/sc = 3 \cdot 10^8 \text{ m/s}

ÓpticaÍndice de refracción