LA LUZ
• Cuestiones y problemas angu vale
3
l agua ; igual
, . - 1
rnqulo
bJ
lExiste aLgiin fendmeno opttco en eL que La Luz se com porte simultaneamente como onda y como particula?
a) La teoria electromagnHica de Maxwell, al demostrar que la
luz es una onda electrornaqnetica y, por tanto, se propaga en el vacio sin necesitar un soporte material. b) No existe ninguno. La luz se comporta como onda 0 como particula, pero en ningiin fen6meno manifiesta simultanea mente este caracter dual.
bJ
ser el
-I
ms
7
n
1,31
m
Un rayo de Luz de 625 nm de Longitud de onda en eL aire penetra en eL agua (n = 1,33). a] lCuaL es su veLocidad en eL agua? b] lCuaL es su frecuencia y su Longitud de onda en este medio? c
0) V = - = n
3 . 108 m 5- 1
1,33
= 2,26 . lOB m5-1
b) Su frecuencia es la misma que en el aire: 1
f = .!- = 3· lOBm5 - = 4 8 . 1014 5 - 1
6,25 . 10- m
Ao
7
'
n
o
f=~=
nd 2,41 = - - = 1,37; n, 1,76
n, 1,76 n d=- = - - = 0 730 r, nd 2,41 '
10. Sabiendo que eL indice de refraccion deL diamante es muy eLevado, lencuentras aLguna razon cientifica que expLique por que tam bien se Les llama brillantes?
3 · lOBrn s?
1 =5,17.10 14 5 - 1
1,93 · 10-15 5
4. lEn que consiste eL denominado efecto DoppLer en Las ondas Luminosas? En el cambio de frecuencia percibido por el observador cuando el 0 la fuente luminosa se mueven, acercandose 0 alejandose uno del otro. 5. La distancia entre Los astros se expresa en ocasiones en afios luz, la que Longitud en kilometros equivaLe un ana Luz (365 dias)?
x = ct = 3 . lOBm5-1 • (365 . 24 . 3600) 5 = = 9,46 . 1015 m = 9,46 . 1012 km 6. La estrella ALtair de La consteladon de Aguila esta situada aproximadamente a 16 afios Luz de La Tierra. lA que distan cia en kildrnetros se encuentra?
x = ct = 3 . 108 m5-1 • (365 . 24 . 3600) 5 =
Como el indice de refraccion del diamante es muy elevado, el anqulo limite para los medios diamante-aire es muy pequefio (24,5°), por eso, cuando un haz de luz penetra en el diamante se producen en sus caras reflexiones internas totales, hasta que el rayo incide en alguna cara con un anqulo inferior allimite; entonces se refracta y sale de nuevo al aire. Parece que la luz procede del diamante mismo y brilla intensamente. 11. Un rayo de Luz monocrornatica pasa deL agua (n = 1,33) al aire. Si eL anguLo de incidencia es de 30,0°, caLcuLa: oj El vaLor deL anguLo de refraccion. b} EL anguLo Limite. lA partir de que anguLo no se produce refraccion?
n sen i 1,33 sen 30° 6 0) sen r = -l - - = = 0, 65; . n2 1
n,
1
b) sen J! = - = = 0,752; nl 1,33
J!
=
48,8°
Para anqulos de incidencia mayores que 48,8° no se produce refracci6n, la reflexi6n es total.
= 1,5 . 1017 m = 1,5 . 1014 km
°
7. EL indice de refraccion absoLuto deL hieLo a °C es 1,31 para una Luz cuya Longitud de onda es 589 nm en eL aire.
oj lCuaL es La veLocidad de esta Luz en eL hieLo?
1
'
9. Los indices de refraccion absoLutos deL diamante y deL rubi, para una determinada Luz monocromatica, son 2,41 y 1,76, respectivamente. CaLcuLa eL indice de refraccion reLativo deL diamante respecto aL rubi y deL rubi respecto aL diamante. .
b) Es una luz amarilla.
bJ
1,33
nd , = -
lDe que coLor es?
T
terna
8. ~
a] lCuaLes son su periodo y su frecuencia?
c
ptica
08
, 9·1
A = Ao = 625 nm = 470 nm = 4 7 . 10-7 m
7
rartir
22
Huygens: refracci6n, difracci6n, interferencias, polarizaci6n.
0) T = ~ = 5,8 · 10- m = 1,93 . 10-15 5
rans n to
=
La longitud de onda cambia:
3. Una onda Luminosa que se propaga en eL vacio tiene una Longitud de onda de 580 nanometros.
rlo de
1
Newton: efeeto fotoelectrico y efecto Compton.
Ambas teorias: propagaci6n rectilinea, reflexi6n y color de la luz.
inte
3 . lOBm 51,31
x, = 598 nm - - = 450 nm = 45 . 10-
b) Ah = -
deL eter Luminico?
ria de Newton sobre La naturaLeza de La Luz? lCuiHes apoyan La Teoria OnduLatoria de Huygens? laUe fenomenos pueden interpretarse mediante ambas teorias?
?:
n
1. a) laUe aportacion cientifica hace innecesaria La existencia
2. laUe fendrnenos opticos pueden expLicarse mediante La teo
indi it CO
c
0) v=-=
lCuaL es su Longitud de onda cuando atraviesa eL hieLo?
12. lCuaL es eL anguLo Limite para La Luz que pasa deL benceno (n = 1,50) aL agua (n = 1,33)? lV si La Luz pasa deL agua aL benceno? n 1,33 ° sen (! = - 2 = - - = 0,887; J! = 62,5 nl 1,50