Ejercicios FyQ

 Ejercicios Resueltos de Naturaleza de la Luz

Un rayo de luz monocromática, que se propaga en un medio de índice de refracción 1.58, penetra en otro medio, de índice de refracción 1.24, formando un ángulo de incidencia de 15^o en la superficie de discontinuidad entre ambos medios. Determina el valor del ángulo de refracción y calcula el valor del ángulo límite para estos medios.


Una de las frecuencias utilizadas en telefonía móvil (sistema GSM) es 900 MHz. ¿Cuántos fotones GSM necesitamos para obtener la misma energía que con un solo fotón de luz violeta de frecuencia 7.5\cdot 10^8\ MHz?


¿Qué fotón es más energético, el de la luz amarilla o el de la luz violeta? ¿Cuántas veces es más energético?
Datos: \lambda_{amarilla} = 590 nm ; \lambda_{violeta} = 393 nm


Un rayo de luz incide con un ángulo de 30 ^o grados sobre una placa de vidrio (n = 1.4) de 5.0 cm de espesor. Calcula la distancia que, tras atravesar la placa, el rayo se ha desplazado paralelamente a sí mismo.


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 20^o respecto a la normal. Su velocidad en el agua se reduce al 80\% del valor en el vacío. Calcula el periodo, la longitud de onda y el ángulo de refracción en el agua.
Dato: c = 3\cdot 10^8\ m\cdot s^{-1}


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 20^o, determina el ángulo de refracción en el agua. ¿Con qué velocidad se desplazará la luz por el aceite?
Datos: c = 3\cdot 10^8\ m\cdot s^{-1} ; n_{aire} = 1 ; n_{aceite} = 1,45 ; n_{agua} = 1,33


Determina la energía asociada a un fotón de una radiación cuya longitud de onda es 3750 \buildrel _\circ \over {\mathrm{A}}.
Datos: h = 6,63\cdot 10^{-34}\ J\cdot s ; c = 3\cdot 10^8\ m\cdot s^{-1}


¿Qué longitud de onda tiene la luz cuando su energía es de 5\cdot 10^{-19}\ J? Considera: h = 6,62\cdot 10^{-34}\ J\cdot s ; c = 3\cdot 10^8\ m\cdot s^{-1}


Los rayos UV-C tienen una longitud de onda de entre 200 nm - 280 nm. Deduce las frecuencias asociadas y su longitud de onda en agua.
Datos: c = 3\cdot 10^8\ m/s ; n_{aire} = 1 ; n_{agua} = 1,33.


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 30º 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: c = 3\cdot 10^8\ m\cdot s^{-1} ; n_{aire} = 1 ; n_{vidrio} = 1,5


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