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Prisma - Contenido educativo

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Subido el 13 de enero de 2021 por Miguel R.

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Buenos días, vamos a continuar con las clases virtuales que nos sirven un poco como remedio 00:00:00
al déficit que tenemos a través de la cámara durante las clases en remoto. 00:00:03
En esta clase virtual vamos a tratar el concepto de prisma. 00:00:08
He escrito bastante desarrollo, como podéis ver en la clase virtual, acerca de la teoría del prisma, 00:00:11
pero al final todo ello se va a resumir a aplicar la ley de Snell y a establecer una condición extra 00:00:15
que es la que llamamos la condición de prisma. 00:00:19
A veces también se pregunta el ángulo de emergencia, aunque el ejercicio que vamos a hacer hoy no es así. 00:00:21
Durante la semana que viene, en concreto la clase del lunes, que esperemos que ya sea presencial 00:00:25
seguiremos repasando ejercicios del prisma en esta última parte de óptica física 00:00:31
Posteriormente comenzaremos con la óptica geométrica 00:00:37
De tal manera, el ejercicio que vamos a realizar es el del modelo 2018 de pregunta 4 00:00:40
Aquí podemos observar claramente el dibujo del prisma y lo que está ocurriendo en el prisma 00:00:46
o sea, incide un rayo y como cambia del aire al prisma se establece una refracción 00:00:50
siempre que tenga refracción tengo que aplicar la ley de Snell 00:00:56
con lo cual como vemos tenemos la normal que es esta línea que hemos representado punteada 00:00:58
tenemos el ángulo de incidencia y el ángulo de refracción I1 y R1 00:01:04
a su vez tendremos una segunda superficie discontinuada que va a ser el prisma aire 00:01:08
donde estará el ángulo de incidencia y el ángulo de refracción 00:01:12
existe una condición que llamamos la condición de prisma 00:01:15
que liga el ángulo del prisma que es este de aquí arriba 00:01:20
con el ángulo de incidencia de la segunda discontinuidad 00:01:22
y el ángulo de refracción de la primera 00:01:25
se puede obtener geométricamente, lo podéis buscar en internet 00:01:26
si no, pues lo explico yo durante las clases presenciales 00:01:29
si alguien tiene alguna duda se lo explico 00:01:31
pero ahora no nos vamos a detener en ello 00:01:32
puesto que vamos a perder excesivo tiempo 00:01:34
entonces el ejercicio me dice que el ángulo de prisma vale 60 grados 00:01:37
que el ángulo de incidencia vale 45 grados 00:01:41
El índice de refracción del prisma 1,5 me pide en el ángulo de refracción final 00:01:42
Para ello simplemente tengo que seguir el ejercicio paso a paso 00:01:47
Primero realizo la discontinuidad aire-prisma 00:01:49
Para lo cual empleo la ley de Snell 00:01:54
N del aire por el seno de I1 00:01:56
N del aire por el seno de I1 00:01:58
Igual a N del prisma por el seno de R1 00:02:00
Siempre los ángulos medidos respecto a la normal 00:02:03
Acordaros, respecto a la normal 00:02:06
Sustituyo datos, como podéis observar sustituimos los datos 00:02:08
Y simplemente despejamos y tenemos que R1 vale 28,12 grados 00:02:11
Si alguien tiene dudas acerca de la resolución de los despejes matemáticos 00:02:14
Que me escriba y yo le ayudo y le contesto 00:02:18
Bueno, ese es mi gato 00:02:21
Ven aquí, cariño 00:02:24
Como es que quiere aprender un poquito, quiere aprender también física 00:02:26
Posteriormente aplicamos la condición de prisma 00:02:32
Y para aplicar la condición de prisma, como podéis observar 00:02:35
¿Vale? Simplemente es que el ángulo del prisma es igual a la suma de estos dos ángulos de aquí. 00:02:39
Del ángulo de refracción de la primera discontinuidad y del ángulo de incidencia de la segunda. 00:02:46
De esta manera puedo obtener, una vez que yo he obtenido el de refracción de la primera, obtengo el de incidencia de la segunda. 00:02:50
Y finalmente aplico de nuevo la ley de Snell, pero ahora la discontinuidad en el segundo medio. 00:02:55
De tal manera que N1 será el del prisma, N del prisma por el seno de I2 igual a N del aire por el seno de R2. 00:02:59
Y así obtengo R2 que es 52,38 grados. 00:03:06
Este es el ejercicio típico del prisma. A veces se pregunta también sobre el ángulo de emergencia, que es una relación entre el ángulo de refracción final y de incidencia inicial. Tenéis la expresión en los apuntes que os he colgado en el aula virtual, pero es el ejercicio típico de prisma. 00:03:09
A veces se le da una pequeña vuelta, como vamos a ver que ocurre en el apartado B 00:03:25
¿Qué está ocurriendo en el apartado B? 00:03:28
Me piden el menor ángulo de incidencia 00:03:29
Que tiene que ser en la primera superficie 00:03:31
O sea, me piden cuánto vale ese I1 00:03:33
Para que el rayo pueda emerger 00:03:35
A salir del primer 00:03:39
Y pueda emerger en el aire 00:03:41
Para ello, lo que me están preguntando es 00:03:42
¿Cuánto es el mínimo a la valor de I1 00:03:44
Para que se produzca la reflexión total 00:03:46
¿Vale? 00:03:49
En el segundo medio, puesto que no puede emerger 00:03:50
Significa que ocurra la reflexión total 00:03:53
La reflexión total es ese valor límite 00:03:55
¿Vale? Ese valor límite 00:03:57
Con lo cual, la situación a estudiar es 00:03:58
La reflexión total en la segunda discontinuidad 00:04:00
Para ello, en este caso, en lugar de la trase de atrás 00:04:02
Voy a ir de la trase de adelante 00:04:05
En primer lugar, estudio la discontinuidad entre el prisma y el aire 00:04:06
Sabiendo la condición de la reflexión total que acabo de deducir 00:04:08
Y es simplemente 00:04:11
N del prisma por el seno de I2 00:04:12
Igual a N del aire por el seno de R2 00:04:14
Sabiendo que R, como hemos visto en la clase precedente 00:04:16
Vale 90 grados bajo la condición de reflexión total 00:04:19
De aquí obtengo I2 00:04:22
Que es 41,8 00:04:23
Aplicando la condición del prisma 00:04:25
Obtengo R1 00:04:26
Y aplicando de nuevo 00:04:29
En este caso 00:04:30
Aplicando de nuevo 00:04:32
La ley de Snell 00:04:35
De la refracción para la primera discontinuidad 00:04:37
Obtengo el ángulo de incidencia I1 00:04:39
¿Qué significa esto? 00:04:41
Que por debajo de este valor 00:04:43
El rayo no podrá emerger 00:04:44
En la segunda cara del prisma 00:04:46
Sino que se producirá la reflexión total 00:04:48
Por encima, si el ángulo de incidencia es mayor que este valor 00:04:50
Entonces sí 00:04:53
Por eso respondemos a la pregunta 00:04:53
Me están preguntando cuál es el valor mínimo del ángulo 00:04:55
Para que el rayo emerja, 27,9 00:04:57
Por debajo de ese valor mínimo 00:04:59
No emerge, por eso he calculado 00:05:01
La situación límite de la reflexión total 00:05:03
¿Veis? Es básicamente lo mismo 00:05:05
Otra vez, dos veces la ley de Dernell 00:05:07
Y la condición del prisma 00:05:09
Pero digamos que he dado una vuelta 00:05:10
No os preocupéis que el lunes seguiremos haciendo ejercicio 00:05:12
Seguiremos trabajando sobre el prisma 00:05:15
Podéis consultarme las dudas cuando nos vamos a las clases presenciales 00:05:16
Pero recordad que con esto 00:05:19
Terminamos la parte de óptica física 00:05:21
y nos quedaría aún la parte de óptica geométrica. 00:05:23
Cualquier duda más, escríbeme a través del correo, de la ola virtual o por donde fuere. 00:05:26
Un saludo. 00:05:30
Autor/es:
Miguel Ros
Subido por:
Miguel R.
Licencia:
Reconocimiento - No comercial
Visualizaciones:
117
Fecha:
13 de enero de 2021 - 20:48
Visibilidad:
Público
Centro:
IES SENDA GALIANA
Duración:
05′ 31″
Relación de aspecto:
1.78:1
Resolución:
1280x720 píxeles
Tamaño:
484.28 MBytes

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