Serie de Reflexion Interna Total

SERIE DE REFLEXION INTERNA TOTAL TOTAL 1.- Una persona se encuentra contigo dentro del mar y esta persona te pregunta por que en una posición puede observar hacia fuera, en otra solamente ve luz en la superficie y en una una terc tercer eraa posi posici ción ón sola solame ment ntee logr lograa ver ver haci haciaa aden adentr tro. o. Expl Explic icaa teór teóric icaa y matemticamente por que sucede esto.

!.-U !.-Un n haz haz de luz luz se prop propag agaa a trav trav"s "s de un diam diaman ante te y choc chocaa con con una una inte interfa rfase se diamante#aire con un ngulo de incidencia de $% grados. a& '(arte del del haz penetra penetra en el aire o el haz se refle)a refle)a totalmente totalmente en la interfase* interfase*  b& +epita el inciso a& suponiendo suponiendo que el diamante diamante esta rodeado de agua

$.- El ngulo crtico para la reflexión r eflexión total interna en una interfase lquidoaire es de $/ o. a& 0i un rayo de luz luz que se desplaza desplaza en el lquido lquido tiene tiene un ngulo ngulo de inciden incidencia cia con respecto respecto a la interfase interfase de $% o 'u" ngulo forma el rayo refractado en el aire con respecto a la normal*  b& 0i un rayo de luz que se desplaza en el aire tiene un ngulo de incidencia de $% con respecto a la interfase 'u" ngulo forma el rayo refractado en el lquido con respecto a la normal*

2.- 0i la longitud de onda del haz es de 23% nm y dada la siguiente figura4

3.0 m 5.7 m

C u a rz o 3.2 m

“X ”

H i e lo A ir e

a& '5 que distancia del centro de la linterna est colocado el espe)o 1*

o

 b& 6alcule la frecuencia de la luz dentro del hielo. c& Explica teórica y matemticamente por un m"todo directo 'a que ngulo incidente en la interfase cuarzo-hielo tendremos reflexión interna total* 5l refractarse el haz de luz en el hielo se refle)a en el espe)o. a& 'Este haz refle)ado se refracta en el cuarzo o en el aire* 'por qu"*  b& 6alcula la distancia del centro de la linterna hasta donde se refracta el rayo anterior 

3.- Explica teórica y matemticamente '6ul debe ser el ngulo incidente en el cuarzo  para que al refractarse en el hielo y refle)arse en el espe)o el haz quede 7atrapado8 en el hielo entre el espe)o superior y el aire&. 9ibu)a como quedara el haz con sus respectivos ngulos. C u a rz o

E s p e jo

H i e lo A ir e

:.- Un haz de luz pasa del aire al aceite y de ah al agua A ir e Aceite Agua

a& 0i el ngulo incidente en el aire es de 2% o encuentre el ngulo de refracción en el agua.  b& 0i es posible, encuentre el ngulo de incidencia en el aire para el cual el haz no  penetra en el agua. Explique su respuesta c& 0upóngase que la dirección del haz se invierte, si es posible encu"ntrese el ngulo de incidencia en el agua para el cual el haz no penetra en el aire.

/.- 9e acuerdo a la siguiente figura, un rayo sale de la lmpara que est en glicerina y entra al vidrio en donde se refle)a en un espe)o ubicado en la interfase vidrio-cuarzo.

G lic e rin a

2.0 m

".5 m

2.2 m

 i! ri o C u a rz o

“X ”

a& Explica si el rayo que sale de la lmpara y se refle)a en el espe)o que esta dentro del vidrio se refracta en la glicerina o en el cuarzo.  b& 6alcula el valor del ngulo refractado del inciso anterior c& Encuentra la distancia de la linterna a donde se refracta el rayo. d& 0i el ngulo que se refle)a en el espe)o fuera de ;% o  indica en que medio se refractara y cual es valor de este ngulo con respecto a la normal.

;.-9e acuerdo a la figura 1 :

          o          z           r

G lic e rin a

          a          u

5 m

2.02 m

              6

Agua

3.3 m 2 m

Anote y explique el análisis completo (tanto analtico como teo!ico" pa!a la soluci#n $e los incisos a" y %"& a&'6ul seria el ngulo de incidencia con respecto a la normal para que al ocurrir la reflexión interna total el bloque de cuarzo se ilumine en la parte ms alta*  b& 6ompruebe y anote si el ngulo obtenido anteriormente cumple con los requisitos  para que ocurra la reflexión interna total.

c& 6alcule el ngulo refractado en el cuarzo de acuerdo al ngulo obtenido en el inciso a& y adems explique por que el ngulo se acerca o se ale)a de la normal. d& En el agua se coloco un cofre, encuentre el ngulo de incidencia necesario para iluminarlo.

<.- Un rayo de luz pasa por un agu)ero en un espe)o 1 y llega a un espe)o ! con un ngulo de incidencia de !3 o. 0i los dos espe)os son paralelos y estn a cinco metros de distancia4

a& '5 que distancia del agu)ero llega el rayo refle)ado al espe)o 1*  b& 6uando el rayo se refle)a por segunda vez choca con una interfase aire-cuarzo= calcule el ngulo refractado en el cuarzo c& El rayo refractado en el cuarzo choca con una interfase cuarzo-glicerina. 6alcule el ngulo refractado en la glicerina. d& 0i es posible encuentre un ngulo de incidencia en el aire para el cual el rayo no  penetra en la glicerina. e& 0upóngase que la dirección del rayo se invierte, si es posible encuentre el ngulo de incidencia en la glicerina para el cual el rayo no penetra en el aire.

1%.- Una lmpara se dirige hacia una interfase glicerina-cuarzo como se muestra en la figura&. Explique teórica y analticamente por un m"todo directo a que ngulo de incidencia se debe enviar el rayo para que "ste ilumine >nicamente la interfase cuarzo agua. Agua C u a rz o G lic e rin a

11- 9ada la siguiente figura4 a& Explica teórica y matemticamente a que ngulo de incidencia con respecto a la normal se debe enviar un rayo desde el agua de tal manera que al atravesar el aceite e incidir en el aire se refle)e totalmente en el aceite.  b& 6alcula la distancia sobre la interfase desde el rayo incidente en el agua hasta donde se vuelve a refractar el rayo del inciso anterior.

A ir e A c e ite

2 .# m

Agua

INDI'ES DE REFRA''IN η agua η aire

? 1.$$

?1

η diamante η cuarzo η hielo

η aceite

? 1.23

η glicerina

? !.2!

? 1.32

? 1.$

η vidrio

? 1.2/

? 1.3!