Ejercicios adicionales 6 - Física 1

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Guía 8: Problemas Adicionales 
Asignatura: Física 1 (Biotecnología) 
Docente (Teórica): Dr. BRIAN WUNDHEILER (brian.wundheiler@iteda.cnea.gov.ar) 
Docente (Practica): Dr. DIEGO MELO (diego.melo@iteda.cnea.gov.ar) 
Día/Horario: Miércoles, 17 hs a 22 hs 
Problema 1: Sobre una de las caras de un prisma de vidrio incide un haz de luz monocromático, tal 
como indica la figura. Determine cuál es el ángulo θe del rayo transmitido, si el ángulo de 
incidencia θi es de 300 y el índice de refracción del vidrio n = 1.5, en caso de: a) El prisma está 
inmerso en aire (naire = 1), y b) El prisma está inmerso en agua (nagua = 1.33). 
 
Problema 2: Una interfaz de agua y vidrio se ilumina con un haz de luz monocromático tal como 
indica la figura. El espesor de cada interfaz, agua y vidrio, posee 1 cm de espesor. Si el ángulo de 
incidencia del haz sobre la superficie de agua es de 45°, determine: a) La diferencia en la longitud 
del camino recorrido por el haz entre B y D, respecto al que tendría el haz si no estuviese la 
interfaz agua-vidrio, y b) La diferencia angular del haz emergente del vidrio respecto a la dirección 
del haz incidente. Considere que naire = 1, nagua = 1.33 y nvidrio = 1.5 
 
Problema 3: Un prisma de vidrio posee ángulos internos de 30
0
, 60
0
 y 90
0
. Sobre una de las caras 
del prisma de vidrio, cuyo índice de refracción es 1.5, incide un haz de luz monocromático tal 
como indica la figura. El haz recorre el interior del prisma y finalmente emerge con un ángulo de 
desviación de 60
0
, respecto a la dirección del haz incidente. Determine el ángulo del haz incidente 
respecto al segmento AO del prisma. 
 
Problema 4: Se tiene un cubo de hielo, cuyos lados 
par de haces monocromáticos justo al cent
mismo plano y se encuentran en el centro de una arista
indica la figura. Determine el ángulo de incidencia 
Problema 5: Se tiene una esfera
la esfera incide un haz de luz monocromático con ángulo de incidencia 
figura. Considerando que el índice de refracción de la esfera es 1.47,
correspondiente a la longitud del
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Se tiene un cubo de hielo, cuyos lados poseen longitud L de 10 cm. Se hace incidir un 
par de haces monocromáticos justo al centro de dos de las caras del cubo. Los haces están en un 
y se encuentran en el centro de una arista, luego del proceso de refracción, tal como 
la figura. Determine el ángulo de incidencia θi. si el índice de refracción del hielo es 1.309. 
 
Se tiene una esfera de cuarzo cuyo radio R es de 15 cm. Sobre el plano ecuatorial del 
la esfera incide un haz de luz monocromático con ángulo de incidencia i de 30
0
, tal como indica la 
figura. Considerando que el índice de refracción de la esfera es 1.47, determine la distancia 
a longitud del segmento OS. En los cálculos deberá utilizar el teo
 
Se hace incidir un 
s haces están en un 
de refracción, tal como 
. si el índice de refracción del hielo es 1.309. 
cm. Sobre el plano ecuatorial del 
, tal como indica la 
determine la distancia d 
orema del seno. 
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Problema 6: Sobre los lados de un triangulo isósceles, cuyos lados AC y BC miden 10 km, y el lado 
AB mide 6 km, están dispuestas dos redes de fibra óptica. Una red conecta el punto A con el B, y la 
otra red conecta el punto A con el C y posteriormente el punto C con el B. En el punto A esta 
conectado el emisor de luz y en el punto B dos receptores (uno recibe la señal por el camino AB y 
el otro recibe la señal por el camino ACB). 
 
Cada fibra óptica tiene un núcleo de 1 mm de diámetro e índice de refracción de 1.55, mientras 
que el revestimiento posee un índice de refracción de 1.22. El emisor hace incidir un haz de luz en 
cada fibra óptica, justo al centro del núcleo, con un ángulo de incidencia que es igual a la mitad del 
ángulo máximo permitido para lograr reflexión total en la interfaz núcleo-revestimiento de la fibra. 
 
Determine: a) El ángulo con el cual incide el haz sobre la cara que es transversal del núcleo de la 
fibra. b) La cantidad de reflexiones necesarias para transmitir la señal del emisor al receptor por 
cada una de las fibras. c) La diferencia de tiempo con que arriban las señales a cada receptor. d) La 
diferencia de tiempo de arribo de cada señal respecto a una señal de radio, si el lazo de 
comunicación fuese enviado a través del aire siguiendo trayectorias rectilíneas (naire = 1.000294 y c 
= 299792458 m/s). Recuerde que el índice de refracción de un dieléctrico se define como n = c/v.