1r ciclo Rayos refractados y reflejados

[JaJaBin]

Considere el experimento de la figura, donde los rayos A y B inciden sobre un semicilindro de vidrio de índice de refracción n = 1,5.
Ambos rayos forman un ángulo de 43° con la línea de trazos que pasa por el centro O.

Indique en qué cara del semicilindro saldrá cada rayo, y el ángulo que formará con la línea de trazos.



Me ayudan a resolver esto?
Esto es lo que yo pienso, el rayo B, se reflejara a 43° de la normal, y a [Error LaTeX: Compilación LaTeX fallida]

Pero el rayo A, cumple con el angulo de incidencia, es mayor al ángulo de reflección total interna que es 41° aprox, osea que se reflejará, si tomamos el punto O como eje de coordenandas, a lo largo de eje x.
Es esto así?

Gracias

[arivasm]

Re: Rayos refractados y reflejados

Está claro que A no se desvía en su primera refracción (pues incide normalmente a la superficie) y, como dices, sufrirá reflexión total en O y saldrá por el lado superior derecho sin desviarse, formando entonces un ángulo de 43º con la línea de trazos.

En lo que no estoy de acuerdo es con lo que dices del rayo B. Como el punto de incidencia tiene una normal perpendicular a la superficie inferior, tras refractarse en B saldrá por la parte inferior derecha experimentando tan sólo una desviación lateral respecto de la dirección de incidencia. Es decir, también formará un ángulo de 43º con la línea de trazos.

Para ver esto último bastará con que tengas en cuenta que el ángulo de refracción en B será el mismo que el ángulo de incidencia en la salida que indico. Al aplicar la ley de Snell eso implicará que el segundo ángulo de refracción deberá ser igual al primero de incidencia (43º).

[JaJaBin]

Re: Rayos refractados y reflejados

Yo decía esto:





En donde B, se refleja a 43°, y refracta con ángulo

[arivasm]

Re: Rayos refractados y reflejados

En el primer caso puesto que el ángulo límite es 41,8º y en este caso el de incidencia en O es superior (43º) habrá reflexión total. Tal como haces el dibujo parece que el rayo emerge con un ángulo de 90º, que es lo que sucedería si el ángulo de incidencia fuese exactamente el límite (que no lo es). Por tanto, ese dibujo es incorrecto.

En el segundo dibujo trazas correctamente una reflexión en el punto B, pero que entiendo que no se corresponde con el objeto de la pregunta que te hacen. En mi opinión te están pidiendo qué sucede con el rayo que se refracta. Sobre éste, aunque sí es cierto que dentro del material formará el ángulo $\beta$ que señalas, el error en el dibujo está en que no estás considerando algo fundamental: también habrá refracción en la superficie inferior, de manera que el rayo no emergerá sin desviarse, como has dibujado. Calcula el ángulo correspondiente y verás que sale con un ángulo de 43º

[JaJaBin]

Re: Rayos refractados y reflejados

Para el caso A, yo tenía entendido que la reflexión total interna se daba cuando el en ángulo de incidencia era MAYOR O IGUAL al ángulo crítico

En todo caso, lo correcto sería esto no?


Si el ángulo de incidencia fuera IGUAL al crítico, entonces solo se reflejaría, no se refracta (la linea horizontal roja en mi dibujo no estaría) no?

[arivasm]

Re: Rayos refractados y reflejados

El ángulo de incidencia en O es de 43º, que es mayor que el valor crítico de 41,8º. Luego sí hay reflexión total: no hay el rayo horizontal que dibujas (que sólo lo habría, con un ángulo de refracción de 90º, si el ángulo fuese exactamente igual al crítico).

[JaJaBin]

Re: Rayos refractados y reflejados

Y para el caso B, entonces lo correcto sería


No es así? Una nueva refracción

[arivasm]

Re: Rayos refractados y reflejados

Sí, pero siendo puntillosos el rayo que sale por debajo lo hace paralelamente al de arriba a la izquierda. Aplica la ley de Snell a ambas refracciones y lo verás claramente.

[JaJaBin]

Re: Rayos refractados y reflejados

Me quedó una duda...
El primer rayo refractado, no se refleja? solo se refracta?

[arivasm]

Re: Rayos refractados y reflejados

Siempre que hay refracción hay reflexión. Por supuesto que se refleja, volviendo por el mismo camino por el que llegó. De todos modos, como ya te dije anteriormente, entiendo que el interés del ejercicio se centra no en esos rayos que se reflejan en la primera incidencia, sino los que emergen del semicilindro tras la segunda refracción:

Indique en qué cara del semicilindro saldrá cada rayo, y el ángulo que formará con la línea de trazos.