Física I – 2012 Trabajo Trabajo Práctico Práctico N°2
TRABAJO PRÁCTICO Nº2: REFLEXIÓN Y REFRACCIÓN SOBRE SUPERFICIES PLANAS 1.
Se encuentra que la velocidad de la luz en cierto medio es 1,6 10 8 m/s. ¿Cuál es el índice de refracción en dicho medio?
2.
Un rayo de luz en el aire incide con un ángulo de 45º en un medio de índice n = 1,56. Realizá un esquema de la situación. a. Realizá un esquema de la situación de reflexión b. (suponiendo que parte de la luz se refleja). Encontrá el ángulo de refracción. c. ¿Cuáles son los respectivos r espectivos ángulos de desviación? d.
3.
A fines del siglo I d.C., Ptolomeo midió los siguientes valores para los ángulos de incidencia ( θ ) y de refracción (θ ) para un haz de luz pasando del aire al agua. i i
r r
------------------------------------------------------------------------------20º 30º 40º 50º 60º 70º 80º θ 10º -------------------------------------------------------------------------------35º 40º30' 45º30' 50º θ 7º45' 15º30' 22º30' 29º -------------------------------------------------------------------------------a. Confeccioná una tabla con los valores de sen θ y sen θ . Luego, realizá el gráfico de sen θ vs sen θ y un ajuste lineal. Finalmente encontrá la pendiente a. b. Deducí, utilizando la ley de Snell, el significado de la pendiente a. c. Compará el valor obtenido en (b) con el índice de refracción del agua indicado en teoría. i i
r r
i i
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4.
r r
r r
Un rayo de luz originado en el aire (ver figura), incide sobre el agua (n = 1,33) contenida en un recipiente de vidrio (n = 1,5) con un ángulo de 60 . El rayo rayo pasa pasa a tra través vés del del agua y del del fon fondo del del reci recipi pie ente y emerg merge e nuevamente hacia el aire. Calculá el ángulo que el rayo emergente forma con la normal. °
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5.
Un rayo incide en un trozo de vidrio óptico de 10 cm de espesor con θ = 30°. a. Hallá θ b. ¿Con qué ángulo emerge el rayo al reingresar al aire? c. ¿Cómo es la dirección del rayo que emerge respecto de la dirección del que incide? i
r
6.
Un rayo incide desde el aire con θ = 40° sobre un material compuesto por tres capas. La primera de 1 cm de espesor de vidrio crown, la segunda de 2 cm de cuarzo, y la tercera de un material con n= 1,44 de 3 cm de espesor. Luego de atravesar la tercera capa el rayo emerge nuevamente al aire. a. Encontrá los correspondientes ángulos de refracción en cada material. b. ¿Podés predecir, sin calcular, y considerando lo obtenido en el ejercicio anterior, cómo es la dirección del rayo que emerge respecto de la dirección del que incide?
7.
Para cierta sustancia el ángulo crítico es 38 cuando está rodeada por aire. ¿Cuál es el índice de refracción de la sustancia?
8.
Un rayo luminoso incide en una placa cuadrada de cristal como se ve en la figura. Determiná el índice de refracción mínimo del cristal para que se produzca reflexión total interna en la cara vertical
9.
Un tanque cilíndrico, abierto en su parte superior, tiene un radio de 1,5 m y está completamente lleno de agua. Cuando el sol en el ocaso forma un ángulo de 28 con el horizonte, la luz solar deja de iluminar el fondo del tanque. ¿Cuál es la profundidad del tanque?
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Luego de manejar todo el día, Miguel decide descansar en un hotel con piscina. Como hace mucho calor, va a nadar un rato. Cuando vuelve a la habitación se encuentra con que no tiene la llave. Piensa entonces que se le debe haber caído a la pileta. Toma una linterna potente y alumbra la pileta mientras camina por el borde. Por fin ve la llave apoyada en el fondo. Él ilumina la llave cuando coloca la lámpara 1,2 m por encima del agua y el haz toca el agua a 1,5 m del 10.
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borde (Ver figura.) Si la profundidad del agua es de 4 m, ¿a qué distancia de la pared está la llave? 11.
Un rayo de luz incide normalmente sobre la cara menor de un prisma 30 60 -90 Una gota de líquido se ubica sobre la hipotenusa del prisma. Si el índice de refracción del prisma es 1,5, encontrá el índice de refracción máximo que puede tener el líquido para que la luz sea reflejada totalmente. °
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12. Una
pequeña lámpara subacuática de una piscina se encuentra debajo de la superficie, como muestra la figura ¿Cuál es el diámetro del círculo de luz en la superficie, del que emerge la luz del agua? Ayuda: Los rayos con θ = θ no emergerán, y desde afuera se verá un círculo. i
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