Problema OPRFR09

Un rayo de luz blanca incide con un cierto ángulo sobre un trozo de vidrio de caras planas y paralelas.

(a) Demuestre mediante un diagrama que el rayo que emerge del vidrio lo hace paralelamente al rayo incidente.

(b) Explique por qué la distancia de entre los rayos incidentes y emergentes es diferente para los distintos colores que forman el rayo de luz blanca.

(c) Explique la ventaja de usar un prisma en vez del trozo de vidrio para separar los colores del rayo de luz blanca.

Solucion

a) Para un determinado color del rayo de luz blanca, por ejemplo el azul, j_a < q_i ya que de la ley de Snell se tiene sen q_i = n_a sen j_a.

Sin embargo, j_a es tanto ángulo de refracción en la primera superficie como ángulo de incidencia en la segunda superficie. Por consiguiente q_ea > j_a ya que n_a sen j_a = sen q_ea.

Además se signe que sen q_i = sen q_ea, lo que implica que q_i = q_ea, es decir, el rayo emergente es paralelo al rayo incidente.

b) El mismo argumento vale para el color rojo. De la figura es evidente que q_i = q_er. Sin embargo, la distancia (^ entre líneas paralelas) entre el rayo incidente y el rayo emergente para el color azul es mayor que para el caso del rayo rojo.

c) En el prisma los rayos dispersados en la primera superficie vuelven a ser dispersados en la segunda, lográndose mayor separación y además divergencia entre los rayos de diferentes colores.