Ejercicio de Física moderna — UNI

Sea una radiación electromagnética propagándose en el vacío con energía $E_o$ , longitud de onda $\lambda_o$ y frecuencia $f_o$ . Considere que toda la radiación se transmite a un medio con índice de refracción $n > 1$ , siendo su energía E, longitud de onda $\lambda$ y frecuencia f. Dadas las siguientes proposiciones:

I. $E < E_o$ y $f > f_o$

II. $f < f_o$ y $\lambda < \lambda_o$

III. $E = E_o$ y $\lambda < \lambda_o$

Determine la alternativa correcta.

Ver solución paso a paso

(Pista: recuerda que al pasar de un medio a otro la frecuencia de la luz nunca cambia, y que la energía del fotón depende únicamente de la frecuencia, no de la longitud de onda.)

(1. La energía de un fotón se calcula como $E = hf = \dfrac{hc}{\lambda}$ .)

(2. Cuando la radiación pasa del vacío a un medio con índice de refracción $n>1$ , la frecuencia se mantiene constante ( $f = f_o$ ), porque la frecuencia depende de la fuente que emite la radiación, no del medio.)

(3. Como $f = f_o$ y $E = hf$ , entonces la energía tampoco cambia: $E = E_o$ . Esto descarta la proposición I, que afirma que $E < E_o$ .)

(4. La proposición II afirma que $f < f_o$ , lo cual es falso porque la frecuencia no cambia.)

(5. Como la rapidez de la luz disminuye al entrar a un medio más denso ( $v = f\lambda$ , con $f$ constante), la longitud de onda debe disminuir: $\lambda < \lambda_o$ . Esto hace verdadera la proposición III.)

Respuesta: Solo III

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