ACTIVIDADES: I. Representa gráficamente la refracción de la luz. II. Explica brevemente las Leyes de la Refracción de la Luz. III. Resuelve los siguientes problemas: 1) Determina la velocidad de propagación de la luz en el vidrio y su índice de refracción relativo del aire con el vidrio, sabiendo que un rayo de luz pasa del aire a un pedazo de vidrio y teniendo en cuenta que el índice de refracción del vidrio es 1,5. 2) Un rayo de luz pasa del medio (1) al medio (2), conforme indica la figura. Siendo n1=1 y n2=√3, determina el ángulo de refracción y el desvío sufrido por el rayo de luz. 3) Un rayo de luz pasa del aire a otro medio desconocido, con un ángulo de incidencia de 45º y ángulo de refracción de 15º. Halla el índice de refracción del medio desconocido. 4) Determina la velocidad de la luz en la glicerina, cuyo índice de refracción absoluto es de 1,49. Alguién qué me ayude qué haya hecho o entiendaaaaa prfaaa
Respuestas a la pregunta
- El problema número 1.
- V= 2.10⁸m/s
- nA.V= 0,67
Se responderán las actividades relacionadas con la refracción.
Actividad I:
Adjunto se muestra gráficamente la refracción de la luz.
Actividad II:
Las leyes de la refracción de las luz son:
a) Primera ley: el rayo de incidencia, el rayo de reflexión y la línea normal se encuentran en un mismo plano.
b) Segunda ley o ley de Snell: la refracción ocurre cuando un rayo de luz pasa de un medio a otro medio donde el segundo medio tiene un índice de refracción distinto al primero. Además, el rayo de luz incide de manera oblicua en la superficie que separa a ambos medios.
Matemáticamente la ley de Snell nos indica:
n₁·sen(Θ) = n₂·sen(β)
Donde:
- n₁ = índice de refracción del primer medio.
- n₂ = índice de refracción del segundo medio.
- Θ = ángulo incidente.
- β = ángulo trasmitido.
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Actividad III:
1) Para resolver este problema debemos aplicar la ecuación asociada al índice de refracción:
n = c/V
Donde:
- n = índice del medio
- c = velocidad de la luz en el vacío (3x10⁸ m/s)
- V = velocidad de la luz en el medio
Ahora, buscaremos la velocidad de la luz en el vidrio:
1.5 = 3x10⁸ m/s / V
V = 2x10⁸ m/s; siendo esta la velocidad de la luz en el vidrio
El índice refracción relativo es la relación entre la velocidad de la luz en el aire y la velocidad de la luz en el vidrio.
n(a-v) = Vv / Va
nr = 2x10⁸ m/s / 3x10⁸ m/s
nr = 2/3 ; siendo este el índice de refracción relativo
Resultados:
- La velocidad de luz en el vidrio es de 2x10⁸ m/s
- El índice de refracción relativo entre el aire y el vidrio es 2/3
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2) Para resolver este problema aplicamos la ley de Snell, la imagen de este problema se muestra adjunto, entonces:
n₁·sen(Θ) = n₂·sen(β)
(1)·sen(45º) = √3 · sen(β)
√2 / 2 = √3 · sen(β)
sen(β) = √2 / 2·√3
sen(β) = √6 / 6
β = arcosen(√6 / 6)
β = 24.10º ; siendo este el ángulo de refracción
El desvío sufrido es la diferencia entre el ángulo de entrada y el ángulo de salida:
d = 45º - 24º
d = 20.90º ; este fue el desvío del ángulo.
Resultados:
- El ángulo de refracción es de 24.10º
- El desvío fue de 20.90º; el rayo de luz incide con 45º
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3) Para resolver este problema aplicaremos la ley de Snell:
(1)·sen(45º) = n₂·sen(15º) ; el índice de refracción del aire es n = 1
√2/2 = n₂·(0.258)
n₂ = 2.73 ; siendo este el índice de refracción del medio desconocido.
El índice de refracción del medio desconocido es de 2.73.
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4) Para resolver este problema lo que haremos será definir el índice de refracción:
n = c/V
Donde:
- n = índice del medio
- c = velocidad de la luz en el vacío (3x10⁸ m/s)
- V = velocidad de la luz en el medio
Lo que haremos será despejar la velocidad de la luz en la glicerina:
1.49 = 3x10⁸ m/s / V
V = 3x10⁸ m/s / 1.49
V = 2.01x10⁸ m/s
La velocidad de la luz en la glicerina es de 2.01x10⁸ m/s aproximadamente.
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