Test sobre Descomposición de la luz y dispersión

Pregunta 1: La velocidad de la luz en un medio material no es constante para todas las longitudes de onda.

A. Sí

B. No

Explicación: Según los materiales de estudio, la dispersión ocurre porque "la velocidad de la luz en un medio material no es constante para todas las longitudes de onda". Se explica que "al entrar en un medio material, la luz interactúa con los átomos y moléculas de ese medio, lo que ralentiza su velocidad. Esta reducción de velocidad es diferente para cada longitud de onda".

Pregunta 2: Para un rayo de luz blanca incidiendo a 30° desde el aire sobre el vidrio flint descrito, el ángulo de refracción de la luz violeta es mayor que el de la luz roja.

A. Sí

B. No

Explicación: Según la Ley de Snell y los cálculos proporcionados, el ángulo de refracción para la luz roja es de aproximadamente 19,16°, mientras que para la luz violeta es de aproximadamente 18,95°. Esto significa que el ángulo de refracción de la luz violeta es menor que el de la luz roja, no mayor, bajo las condiciones dadas.

Pregunta 3: Según la fórmula de Cauchy, n(λ) = A + B/λ², que describe la dependencia del índice de refracción con la longitud de onda de la luz en un medio, ¿qué afirmación es correcta?

A. A y B son coeficientes constantes que dependen exclusivamente de la velocidad de la luz en el vacío.

B. A medida que la longitud de onda (λ) aumenta, el índice de refracción n(λ) disminuye, lo que significa que la luz violeta se refracta menos que la luz roja.

C. El término B/λ² indica que a menor longitud de onda, el índice de refracción es mayor.

D. La luz roja, al tener una longitud de onda más corta, experimenta un índice de refracción mayor y se desvía más que la luz violeta.

Explicación: La fórmula de Cauchy n(λ) = A + B/λ² establece que A y B son coeficientes constantes que dependen del material, no solo de la velocidad de la luz en el vacío (eliminando la opción 0). La fórmula demuestra que a medida que la longitud de onda (λ) disminuye, el término B/λ² aumenta, lo que resulta en un índice de refracción n(λ) mayor. Esto significa que las longitudes de onda más cortas (como la violeta) experimentan un índice de refracción mayor y se desvían más que las longitudes de onda más largas (como la roja), invalidando las opciones 1 y 3. Por lo tanto, el término B/λ² es clave para entender que a menor longitud de onda, el índice de refracción es mayor (opción 2).

Pregunta 4: Según el texto proporcionado, ¿cuál es la razón fundamental por la que la luz blanca se descompone en sus colores constituyentes al atravesar un prisma óptico?

A. El prisma absorbe selectivamente ciertas longitudes de onda, dejando pasar solo algunas.

B. Las diferentes longitudes de onda de la luz blanca tienen un índice de refracción distinto en el material del prisma.

C. La luz blanca cambia su velocidad de propagación de manera uniforme para todos sus colores al entrar al prisma.

D. El ángulo de incidencia de la luz cambia para cada color al impactar la primera cara del prisma.

Explicación: El texto explica que la dispersión ocurre porque el índice de refracción de un material no es un valor fijo, sino que depende de la longitud de onda de la luz. Esto significa que las diferentes longitudes de onda (colores) que componen la luz blanca experimentan un índice de refracción ligeramente distinto al atravesar el prisma, lo que provoca que se desvíen en ángulos diferentes y se separen.

Pregunta 5: En el espectro de luz visible generado por un prisma, el rojo y el violeta se ubican en la parte central del abanico de colores.

A. Sí

B. No

Explicación: El material de estudio indica que en el espectro de luz visible, el rojo y el violeta se encuentran en los extremos del abanico de colores, no en la parte central.