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CAPITULO XXXIII
NATURALEZA Y PROPAGACIÓN DE LA LUZ
EJERCICIOS
Sección 33.2 Reflexión y refracción
1.

Cierto haz de luz tiene una longitud de onda de 650 nm en el vacío, a) ¿Cuál es la rapidez de esta luz en un
líquido cuyo índice de refracción a esta longitud de onda es de 1.47? b) ¿Cuál es la longitud de onda de estas
ondas en el líquido?
Solución:
a) v 
b) λ 

2.

c
3.00  108 m s

 2.04 108 m s .
n
1.47

λ 0 (6.50  10 7 m)

 4.42  10 7 m.
n
1.47

Luz con una frecuencia de 5.80 x 1014 Hz se propaga en un bloque de vidrio cuyo índice de refracción es de 1.52.
¿Cuál es la longitud de onda de la luz: a) en un vacío, b) en el vidrio?
Solución:
a) λ vacío 

c 3.00  108 m s

 5.17  10 7 m.
f 5.80  1014 Hz

3.00  108 m s
c
7
λ


b) vidrio fn (5.80  1014 Hz)(1.52) 3.40  10 m.

3.

Un haz de luz se propaga a 1.94 x 108 m/s en el cuarzo. La longitud de onda de la luz en el cuarzo es de 355 nm.
a) ¿Cuál es el índice de refracción del cuarzo a esta longitud de onda? b) Si esta misma luz se propaga en el aire,
¿cuál es su longitud de onda en ese medio?
Solución:
a)
b)

n

c 3.00  108 m/s

 1.54.
v 1.94  108 m/s

λ 0  nλ  (1.54) (3.55 10 7 m)  5.47 10 7m.

4.

La luz de cierta frecuencia tiene una longitud de onda de 438 nm en el agua. ¿Cuál es la longitud de onda de esta
luz en el benceno?
Solución:
λ AguanAgua (4.38  10 7 m)(1.333)
λ AguanAgua  λ BencenonBenceno  λ Benceno 

nBenceno
1.501

5.

Un haz paralelo de luz forma un ángulo de 47.5º con la superficie de una placa de vidrio que tiene un índice de
refracción de 1.66. a) ¿Cuál esel ángulo entre la parte reflejada del haz y la superficie del vidrio? b) ¿Cuál es el
ángulo entre el haz refractado y la superficie del vidrio?
Solución:
  r   a  47.5.
a) Los ángulos incidente y reflejado son siempre iguales
n
 


 1.00

     b   arcsen a sen  a    arcsen
sen 42.5   66.0.
b) b 2
2
n
2
1
.
66


 b


6.

Por medio de un láser de pulsos rápidosy circuitos electrónicos cronométricos, usted halla que la luz recorre 2.50
m dentro de una barra de plástico en 11.5 ns. ¿Cuál es el índice de refracción del plástico?
Solución:

v

d
2.50 m
c 3.00  108 m/s
8


2
.
17

10
m
s
n


 1.38
;
t 11.5  10  9 s
v 2.17  108 m/s

7.

La luz que se propaga en el aire incide en la superficie de un bloque de plástico a un ángulo de 62.7º respectoa la
normal, y se dobla de tal modo que forma un ángulo de 48.1º con la normal en el plástico. Halle la rapidez de la
luz en el plástico.
Solución:
na sen a  nb sen b

 sen a
nb  na 
 sen b


sen62.7 
  1.00
  1.194
 sen 48.1 


n  c v así que v  c n  (3.00  108 m/s) / 1.194  2.51  108 m s

8.

a) Un tanque que contiene metanol tiene paredes de 2.40 cm de espesor deun vidrio con un índice de refracción
de 1.550. La luz que llega del aire exterior incide en el vidrio a un ángulo de 41.3º respecto a la normal al vidrio.
Halle el ángulo que forma la luz con la normal en el metanol. b) Se vacía el tanque y se llena con un líquido
desconocido. Si la luz que incide al mismo ángulo que en el inciso a) entra en el líquido del tanque a un ángulo
de 20.2º respecto ala normal, ¿cuál es el índice de refracción del líquido desconocido?
Solución:
a)
Aire

Vidrio

Metanol

Aplicando la ley de Snell en ambas interfaces
En la interface aire - vidrio:
(1.00)sen 41.3  nvidriosen

(1)

En la interface vidrio - metanol:
nvidriosen  (1.329)sen

(2)

Combinando (1) y (2):
sen 41.3  1.329senθ

θ  29.8
b) Se usa la misma figura que en la parte del inciso a),excepto

θ  20.2.

(1.00) sen 41.3  n sen 20.2
n  1.91

9.

a) Un haz de luz pasa a través de tres tabletas de diferente espesor e índice de refracción. La luz incide en la
primera tableta y finalmente se refracta el interior de la tercera. Demuestre que la tableta intermedia no influye en
la dirección final de la luz. En otras palabras, demuestre que la dirección de la luz en la tercera...