Optic Geometrica
Páginas: 13 (3173 palabras)
Publicado: 1 de septiembre de 2011
Tarea Práctica No 1
Óptica geométrica
PROBLEMA 1
a) Dibuje cualitativamente los rayos reflejado y refractado en los siguientes casos en que se muestra un rayo incidiendo en una superficie pulida aire-vidrio (o vidrio-aire). Suponga que los valores del índice de refracción del vidrio son suficientemente bajos como para que en ninguno de los casos se produzca reflexión total interna.
b)Considere ahora los mismos dibujos, suponiendo que el índice de refracción del vidrio es suficientemente grande como para que en todos los casos en los que pueda corresponder, sí se produzca la reflexión total interna. Indique cuáles serían estos casos y repita esos dibujos mostrando la nueva situación.
PROBLEMA 2
Un rayo de luz monocromática incide sobre una superficie de agua (n = 1,33) con unángulo de incidencia de 30o, como se muestra en la figura.
a) Complete la figura dibujando los rayos reflejado y refractado, calculando e indicando los correspondientes ángulos.
b) Repita para el caso en que el rayo incide con el mismo ángulo, pero desde el agua hacia el aire.
c) Repita para el caso en que el rayo incide desde el agua hacia el aire, con un ángulo tal que emerja formando con lanormal un ángulo (de refracción) de 30o.
d) Proponga un ángulo de incidencia tal que se produzca reflexión total, y realice el correspondiente dibujo.
PROBLEMA 3
Un haz delgado y paralelo de luz, compuesto de luz de color rojo y verde mezclados, incide desde el aire sobre una superficie plana de vidrio de índice de refracción nrojo = 1,644, y nverde = 1,655.
a) Dibuje la situación para ángulos deincidencia de 0o, 30o, 60o, y 85o, mostrando los rayos reflejados y refractados de ambos colores, calculando e indicando los ángulos correspondientes
b) Repita para los mismos ángulos de incidencia desde el vidrio hacia el aire.
PROBLEMA 4
Un rayo de luz incide sobre una superficie plana de vidrio de índice de refracción 1,6, formando un ángulo de 37o con dicha superficie (no con la normal).Dibuje la situación, determinando las direcciones en las que parten los rayos reflejado y refractado.
PROBLEMA 5
Un vidrio cuyo índice de refracción es 1,57 está en contacto con agua, cuyo índice de refracción es 1,33.
a) Dibuje los rayos reflejado y refractado correspondientes a los dos rayos incidentes que se muestran, calculando los ángulos que correspondan.
b) Dibuje un rayo que sufrareflexión total al incidir sobre la superficie de separación de estos medios, indicando el ángulo elegido, y justificando su valor.
PROBLEMA 6
Un haz delgado y colimado (significa “paralelo”) de luz blanca, incide sobre un prisma de vidrio de índice de refracción 1,60, ubicado de las dos maneras que se muestra.
a) Trace cualitativamente la marcha del haz principal en cada caso. Indique en quécaso se produce reflexión total interna (realizando el cálculo que lo justifica).
b) Indiqué dónde se produce descomposición del haz en colores, mostrando cualitativamente la trayectoria de los distintos colores del espectro.
c) Repita los dos puntos anteriores para el caso en que los prismas estén sumergidos en agua, de índice de refracción 1,33.
PROBLEMA 7
Un rayo luminoso incideperpendicularmente sobre la cara (y no en el centro de la misma) de un prisma de 60o, como se muestra. El índice de refracción del vidrio del prisma vale aproximadamente 1,6.
a) Explique y dibuje la marcha de este rayo. Explique si se da lugar o no a la descomposición del haz en colores componentes.
b) Encuentre algún valor del índice de refracción tal que no se produzca reflexión total en la cara deabajo. Describa cualitativamente cómo sería la situación en ese caso.
PROBLEMA 8
Un haz delgado y colimado de luz blanca, incide sobre un prisma de vidrio de índice de refracción 1,57, ubicado de las dos maneras que se muestra.
45o
45o
45o
90o
45o
45o
90o
90o
a) Trace cualitativamente la marcha del haz principal en cada caso. Indique en qué caso se produce reflexión total interna...
Óptica geométrica
PROBLEMA 1
a) Dibuje cualitativamente los rayos reflejado y refractado en los siguientes casos en que se muestra un rayo incidiendo en una superficie pulida aire-vidrio (o vidrio-aire). Suponga que los valores del índice de refracción del vidrio son suficientemente bajos como para que en ninguno de los casos se produzca reflexión total interna.
b)Considere ahora los mismos dibujos, suponiendo que el índice de refracción del vidrio es suficientemente grande como para que en todos los casos en los que pueda corresponder, sí se produzca la reflexión total interna. Indique cuáles serían estos casos y repita esos dibujos mostrando la nueva situación.
PROBLEMA 2
Un rayo de luz monocromática incide sobre una superficie de agua (n = 1,33) con unángulo de incidencia de 30o, como se muestra en la figura.
a) Complete la figura dibujando los rayos reflejado y refractado, calculando e indicando los correspondientes ángulos.
b) Repita para el caso en que el rayo incide con el mismo ángulo, pero desde el agua hacia el aire.
c) Repita para el caso en que el rayo incide desde el agua hacia el aire, con un ángulo tal que emerja formando con lanormal un ángulo (de refracción) de 30o.
d) Proponga un ángulo de incidencia tal que se produzca reflexión total, y realice el correspondiente dibujo.
PROBLEMA 3
Un haz delgado y paralelo de luz, compuesto de luz de color rojo y verde mezclados, incide desde el aire sobre una superficie plana de vidrio de índice de refracción nrojo = 1,644, y nverde = 1,655.
a) Dibuje la situación para ángulos deincidencia de 0o, 30o, 60o, y 85o, mostrando los rayos reflejados y refractados de ambos colores, calculando e indicando los ángulos correspondientes
b) Repita para los mismos ángulos de incidencia desde el vidrio hacia el aire.
PROBLEMA 4
Un rayo de luz incide sobre una superficie plana de vidrio de índice de refracción 1,6, formando un ángulo de 37o con dicha superficie (no con la normal).Dibuje la situación, determinando las direcciones en las que parten los rayos reflejado y refractado.
PROBLEMA 5
Un vidrio cuyo índice de refracción es 1,57 está en contacto con agua, cuyo índice de refracción es 1,33.
a) Dibuje los rayos reflejado y refractado correspondientes a los dos rayos incidentes que se muestran, calculando los ángulos que correspondan.
b) Dibuje un rayo que sufrareflexión total al incidir sobre la superficie de separación de estos medios, indicando el ángulo elegido, y justificando su valor.
PROBLEMA 6
Un haz delgado y colimado (significa “paralelo”) de luz blanca, incide sobre un prisma de vidrio de índice de refracción 1,60, ubicado de las dos maneras que se muestra.
a) Trace cualitativamente la marcha del haz principal en cada caso. Indique en quécaso se produce reflexión total interna (realizando el cálculo que lo justifica).
b) Indiqué dónde se produce descomposición del haz en colores, mostrando cualitativamente la trayectoria de los distintos colores del espectro.
c) Repita los dos puntos anteriores para el caso en que los prismas estén sumergidos en agua, de índice de refracción 1,33.
PROBLEMA 7
Un rayo luminoso incideperpendicularmente sobre la cara (y no en el centro de la misma) de un prisma de 60o, como se muestra. El índice de refracción del vidrio del prisma vale aproximadamente 1,6.
a) Explique y dibuje la marcha de este rayo. Explique si se da lugar o no a la descomposición del haz en colores componentes.
b) Encuentre algún valor del índice de refracción tal que no se produzca reflexión total en la cara deabajo. Describa cualitativamente cómo sería la situación en ese caso.
PROBLEMA 8
Un haz delgado y colimado de luz blanca, incide sobre un prisma de vidrio de índice de refracción 1,57, ubicado de las dos maneras que se muestra.
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a) Trace cualitativamente la marcha del haz principal en cada caso. Indique en qué caso se produce reflexión total interna...
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