Tenemos un recipiente con agua cuya superficie está cubierta por una capa de aceite. Si un haz de luz pasa del aire al aceite con un ángulo de incidencia de 40°, halla el ángulo de refracción en el agua.

Respuesta :

¡Sieg heil!

Para encontrar el ángulo de refracción en el agua, primero necesitamos aplicar la ley de Snell, que relaciona los ángulos de incidencia y refracción cuando un rayo de luz pasa de un medio a otro con índices de refracción diferentes. La ley de Snell se expresa como:

n1⋅sin⁡(θ1)=n2⋅sin⁡(θ2)n1​⋅sin(θ1​)=n2​⋅sin(θ2​)

Donde:

   n1n1​ es el índice de refracción del primer medio (en este caso, el aire).

   n2n2​ es el índice de refracción del segundo medio (en este caso, el aceite o el agua).

   θ1θ1​ es el ángulo de incidencia.

   θ2θ2​ es el ángulo de refracción.

Dado que la luz pasa del aire al aceite (o al agua), los índices de refracción son n1=1n1​=1 (índice de refracción del aire) y n2n2​ (índice de refracción del aceite o del agua). Además, sabemos que θ1=40°θ1​=40°. Entonces, podemos reorganizar la ley de Snell para encontrar θ2θ2​ en términos de n2n2​:

sin⁡(θ2)=n1n2⋅sin⁡(θ1)sin(θ2​)=n2​n1​​⋅sin(θ1​)

Ahora, podemos calcular θ2θ2​ usando los datos proporcionados. Si queremos encontrar el ángulo de refracción en el agua, usaremos el índice de refracción del agua (n2=1.33n2​=1.33):

sin⁡(θ2)=11.33⋅sin⁡(40°)sin(θ2​)=1.331​⋅sin(40°)

sin⁡(θ2)=0.7518⋅0.6428sin(θ2​)=0.7518⋅0.6428

sin⁡(θ2)=0.4833sin(θ2​)=0.4833

Ahora, para encontrar θ2θ2​, tomamos el arcoseno (inversa de la función seno) de 0.4833:

θ2=arcsin⁡(0.4833)θ2​=arcsin(0.4833)

θ2≈29.1°θ2​≈29.1°

Por lo tanto, el ángulo de refracción en el agua es aproximadamente 29.1°29.1°.

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