a) Explique la naturaleza de las ondas electromagnéticas e indique las distintas zonas en las que se divide el espectro electromagnético, indicando al menos unas aplicación de cada una de ellas.

b) Una antena de radar emite en el vacío radiación electromagnética de longitud de onda 0.03 m, que penetra en agua con un ángulo de incidencia de respecto a la normal. Su velocidad en el agua se reduce al del valor en el vacío. Calcula el periodo, la longitud de onda y el ángulo de refracción en el agua.

Dato:

a) Enuncia las leyes de la reflexión y de la refracción de la luz. Explique la diferencia entre ambos fenómenos.

b) Sea un recipiente con agua cuya superficie está cubierta por una capa de aceite. Realiza un diagrama que indique la trayectoria de los rayos de luz al pasar del aire al aceite y después al agua. Si un rayo de luz incide desde el aire sobre la capa de aceite con un ángulo de , determina el ángulo de refracción en el agua. ¿Con qué velocidad se desplazará la luz por el aceite?

Datos: ; ; ;

a) Un rayo de luz monocromática pasa de un medio de índice de refracción a otro medio con índice de refracción , siendo . Razona y justifica la veracidad o falsedad de las siguientes frases: i) la velocidad de dicho rayo aumenta al pasar del primer medio al segundo; ii) la longitud de onda del rayo es mayor en el segundo medio.

b) Sea un recipiente que contiene agua que llega hasta una altura de 0.25 m, y sobre la que se ha colocado una capa de aceite. Procedente del aire, índice sobre la capa de aceite un rayo de luz que forma con la normal a la superficie de separación aire-aceite. i) Haz un esquema de la trayectoria que sigue el rayo en los diferentes medios (aire, aceite y agua), en el que se incluyan los valores de los ángulos que forman con la normal los rayos refractados en el aceite y en el agua. ii) Calcula la velocidad de la luz en el agua.

Datos: ; ; ;

a) Un rayo de luz monocromática duplica su velocidad al pasar de un medio a otro. i) Representa la trayectoria de un rayo que incide con un ángulo no nulo respecto a la normal, y justifica si puede producirse el fenómeno de la reflexión total. ii) Determina razonadamente la relación entre las longitudes de onda de ambos medios.

b) Un rayo de luz de se propaga por el interior de un líquido con una longitud de onda de . i) Calcula su longitud de onda en el aire. ii) Calcula la velocidad del rayo en el líquido y el índice de refracción del líquido. iii) Si el rayo se propaga por el líquido e incide en la superficie de separación con el aire con un ángulo de respecto a la normal, realiza un esquema con la trayectoria de los rayos y calcula los ángulos de refracción y de reflexión.

Datos: ; .

a) Un rayo de luz monocromática duplica su longitud de onda al pasar del medio 1 al medio 2. i) Determina razonadamente la relación entre los índices de refracción de los medios. ii) Deduce si el rayo se acerca o aleja de la normal a la superficie y explique si puede darse la reflexión total.

b) Sobre una lámina de caras planas y paralelas, rodeada de aire, incide un rayo de luz monocromática formando un ángulo de con la normal a las superficies de las láminas. La longitud de onda del rayo en la lámina vale , siendo la longitud de onda en el aire. i) Halla el índice de refracción en la lámina. ii) Calcula el ángulo de refracción en la lámina y representa en un esquema la trayectoria del rayo. iii) Obtén el espesor de la lámina sabiendo que el rayo tarda en atravesarla. Justifica las respuestas.

Datos: ;

a) Un rayo de luz monocromática emerge al aire, desde el interior de un bloque de vidrio, en una dirección que forma un ángulo de con la normal a la superficie. Dibuja en un esquema los rayos incidente y refractado y calcula el ángulo de incidencia y la velocidad de propagación de la luz en el vidrio.

b) ¿Existen ángulos de incidencia para los que no sale luz del vidrio? Explica este fenómeno y calcula el ángulo límite.

Datos: ; ;

El valor del campo eléctrico asociado a una onda electromagnética que se propaga en un medio material en la dirección del eje x viene expresado por:

donde todas las magnitudes están expresadas en unidades del SI. Calcula:

a) La frecuencia y la longitud de onda asociadas a la onda electromagnética.

b) La velocidad de propagación de la onda y el índice de refracción del medio por el cual se propaga.

Dato: .

Un rayo láser, que emite luz de longitud de onda de 488 nm en el vacío, incide desde el aire sobre la superficie plana de un material con un índice de refracción de 1.55. El rayo incidente y el reflejado forman entre sí un ángulo de .

a) Determina la frecuencia y la longitud de onda del rayo luminoso en el aire y dentro del medio material.

b) Calcula el ángulo que formará el rayo refractado en el material con el rayo reflejado en el aire. ¿Existirá algún ángulo de incidencia para el cual el rayo láser sufra reflexión total? Justifica la respuesta.

Datos: ; .

Una lámina de vidrio se halla sobre un líquido de índice de refracción desconocido. La longitud de onda de la luz en el vidrio se reduce a un de su valor en el aire. Si se emite luz desde el líquido, los rayos con ángulos de incidencia superiores a en la cara inferior de la lámina no se refractan al aire por su cara superior. Calcula:

a) El índice de refracción del vidrio.

b) El índice de refracción del líquido.

Dato: .

Determina la energía asociada a un fotón de una radiación cuya longitud de onda es .

Datos: ;