Ejercicios de Refracción y Reflexión: Ley de Snell y Láminas de Vidrio

Problemas de Óptica Geométrica: Refracción y Reflexión de la Luz

1. Incidencia en lámina de vidrio

Un haz de luz monocromática incide con un ángulo de 45º sobre la superficie de una lámina de vidrio de índice de refracción n = 1,52. ¿Cuánto valen los ángulos de reflexión y de refracción?

Solución: 45º y 27,7º

7. Tiempo de tránsito en vidrio

Una lámina de vidrio de 0,5 cm de espesor tiene un índice de refracción de 1,48 para un determinado rayo de luz. ¿Cuánto tiempo tarda este rayo en atravesarla perpendicularmente?

Solución: 2,46·10^-11 s

8. Refracción entre dos medios y ángulo límite

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 15º en la superficie de discontinuidad entre ambos medios. Calcula:

• a) El ángulo de refracción.
• b) El valor del ángulo límite para estos medios.

Solución: a) 19,3º; b) 51,7º

9. Paso del agua al aire

Un rayo de luz monocromática pasa del agua (n = 1,33) al aire. Si el ángulo de incidencia es 30º, calcula:

• a) El valor del ángulo de refracción.
• b) El ángulo límite.

Solución: a) 41,7º; b) 48,8º

10. Lámina de caras planas y paralelas (8,2 cm)

Una lámina de vidrio de caras planas y paralelas, situada en el aire, tiene un índice de refracción n = 1,61 y un espesor de 8,2 cm. Un rayo de luz monocromática incide en la cara superior de la lámina con un ángulo de 30º. Calcula:

• a) El valor del ángulo de refracción en el interior de la lámina y del ángulo de emergencia.
• b) El desplazamiento lateral que experimenta el rayo al atravesar la lámina y la distancia recorrida por este dentro de la misma.

Solución: a) 18,1º y 30º; b) δ = 1,8 cm y 8,6 cm

11. Lámina de caras planas y paralelas (5,4 cm)

Una lámina de vidrio de caras planas y paralelas, situada en el aire, tiene un espesor de 5,4 cm y un índice de refracción n = 1,64. Un rayo de luz monocromática incide en la cara superior de la lámina con un ángulo de 45º. Calcula:

• a) Los valores del ángulo de refracción en el interior de la lámina y del ángulo de emergencia.
• b) El desplazamiento lateral experimentado por el rayo al atravesar la lámina y la distancia recorrida dentro de la misma.

Solución: a) 25,5º y 45º; b) δ = 2 cm y 6 cm

12. Lámina de caras plano-paralelas (1,5 cm)

Sobre una lámina de vidrio de caras plano-paralelas de 1,5 cm de espesor y de índice de refracción 1,58 situada en el aire, incide un rayo de luz monocromática con un ángulo de 30º.

• a) ¿Cuánto vale el ángulo de emergencia?
• b) Determina la distancia recorrida por el rayo dentro de la lámina y el desplazamiento lateral del rayo emergente.

Solución: a) 30º; b) 1,6 cm y δ = 0,32 cm