Question

4. Un rayo láser, cuya longitud de onda en el aire es 500 nm, pasa del aire a un vidrio.

a) Describa con ayuda de un esquema los fenómenos de reflexión y refracción que se
producen y calcule la frecuencia de la luz láser.

b) Si el ángulo de incidencia es de 45o y el de refracción 27o, calcule el índice de refracción del
vidrio y la longitud de onda de la luz láser en el interior del mismo.

c = 3·108m s-1 ; naire =1


Prueba de Selectividad, Andalucia, Septiembre 2015-2016, FISICA

Answer 1

a) Describa con ayuda de un esquema los fenómenos de reflexión y refracción que se producen y calcule la frecuencia de la luz láser.

 

En la imagen adjunta se puede observar un ejemplo de flexión y otro de refracción.

 

Para calcular la frecuencia de la luz láser, en primer lugar se determina la velocidad:

 

V = c/naire = 3*10^8 / 1 = 3*10^8 m/s

 

Ahora con la velocidad y la longitud de onda es posible encontrar la frecuencia:

 

f = V / λ

 

Dónde:

 

f es la frecuencia.

 

V es la velocidad.

 

λ es la longitud de onda.

 

Sustituyendo los valores se tiene que:

 

f = 3*10^8 / 500*10^-9

 

f = 6*10^14 Hz

 

b) Si el ángulo de incidencia es de 45º y el de refracción de 27º, calcule el índice de refracción del vidrio y la longitud de onda de la luz láser en el interior del mismo.

 

Para resolver este problema hay que aplicar la ley de Snell, la cual es:

 

Sen(β) / Sen(α) = naire / nvidrio

 

Dónde:

 

n es el índice de refracción.

 

β el ángulo de refracción.

 

α el ángulo de incidencia.

 

Sustituyendo los valores se tiene que:

 

Sen(27º) / Sen(45º) = 1 / nvidrio

 

nvidrio = Sen(45º)/Sen(27º)

 

nvidrio = 1,56

 

Se calcula la velocidad en el vidrio:

 

Vvidrio = c/nvidrio = 3*10^8 / 1,56 = 1,923*10^8 m/s

 

Ahora haciendo uso de la frecuencia calculada en la sección anterior se determina la longitud de ondas en el vidrio.

 

λ = Vvidrio / f = 1,923*10^8 / 6*10^14 = 3,205*10^-7 m

 

PRUEBA DE SELECTIVIDAD ANDALUCIA CONVOCATORIA SEPTIEMBRE 2015-2016 FÍSICA.