UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER
ESCUELA DE FISICA
L9: INDICE DE REFRACCION
Natalia Higuera Ayala Cód. 2052396 Jaiber Leonardo Villamizar Cód. 2052404 Diego Andrés Ramírez González González Cód. 2070158 2070158
Grupo: I1B
Fecha de realización: 11-08-2009 Fecha de entrega: 31-08-2009
Profesor: Carlos Omar Bautista
Laboratorio de Física III Bucaramanga, I semestre de 2009
Subgrupo: 3
ANALISIS E INTERPRETACION DE DATOS
PARTE A Tabla de datos:
Angulo de reflexión[⁰]
Voltaje [V]
34 36 38 40 42 44 46 48 50 52 54 56 58 60 62 64 66
0 0,2 0,8 1,2 1,6 2,01 2,5 3 3,1 2,8 2,2 1,5 1,3 1,1 0,6 0,3 0
Intensidad del voltaje [ ] 0 0,04 0,64 1,44 2,56 4,0401 6,25 9 9,61 7,84 4,84 2,25 1,69 1,21 0,36 0,09 0
1. Grafique la intensidad reflejada (cuadrado de la amplitud del voltaje en el receptor) como función del ángulo β para un ángulo fijo α=45⁰. Analice como es la distribución de la intensidad. Determine la anchura angular del valor medio de la distribución de intensidad.
Intensidad Vs Angulo de Reflexion 12
50, 9.61
10
48, 9
] 2 ^ V [ d a d i s n e t n I
52, 7.84
8 46, 6.25 6
Series1
54, 4.84 44, 4.0401
4
42, 2.56 2
56, 2.25
40, 1.44
58, 1.69 60, 1.21
38, 0.64 34, 0
0 0 -2
10
20
30
62, 0.36 64, 0.09 66, 0
36, 0.04 40
50
60
70
Angulo de Reflexion [⁰]
La anchura angular del valor medio de la intensidad se determina usando el valor máximo de la intensidad dividida a la mitad (como se ve en la grafica, línea roja, aproximadamente 4,8 ), la anchura angular obtenida de acuerdo a este parámetro es aproximadamente de 10,6⁰. PARTE B Tabla de datos: Distancia [cm] 100 90 80 70 60 50 40-20 30-15
Distancia total [m] 2 1.8 1.6 1.4 1.2 1 0.8-0.4 0.6-0.3
Tiempo total [mS] 2.4 2.2 2 1.8 1.5 1.3 1.05-0.55 0.85-0.45
Tiempo total [s] 0.0048 0.0044 0.004 0.0036 0.003 0.0026 0.0021-0.0011 0.0017-0.0009
2. Haga una grafica que ilustre la relación entre 2d y el tiempo de transito. De la pendiente de la recta, obtenga el valor para la velocidad del sonido.
Relacion Tiempo - Distancia 0.006
0.005
2, 0.0048
y = 0,0026x + 0,00039
1.8, 0.0044
] 0.004 s [ o p 0.003 m e i T
1.6, 0.004 1.4, 0.0036 1.2, 0.003 1, 0.0026
0.002
0.001
0 0
0.5
1
1.5
2
2.5
Distancia [m]
De acuerdo a la grafica y a la ecuación obtenida, podemos determinar la velocidad del sonido:
⁄ ⁄
Para la velocidad de sonido en el aire como una función de la temperatura ambiente T , la literatura especifica el valor:
⁄ ⁄
La temperatura media a la cual realizamos el experimento rondo los 25.95, con este dato obtenemos el valor de la velocidad del sonido:
⁄ ()⁄[] ⁄
3. Compare el valor medido a partir de la grafica, con el valor dado en función de la temperatura.
4. Medición de distancias con la ecosonda. De la diferencia de tiempo de transito entre dos señales, y usando la velocidad sonora calculada arriba calcule la distancia entre los dos obstáculos Δd . Compárela con el valor medido entre los dos objetos.
Distancia [cm] 40-20 30-15
Distancia total [m] 0.8-0.4 0.6-0.3
Tiempo total [mS] 1.05-0.55 0.85-0.45
Tiempo total [s] 0.0021-0.0011 0.0017-0.0009
Δ
( )
Δ
( )
CONCLUSIONES:
Con los datos de la parte B se observó que el tiempo y la distancia tienen una relación lineal creciente. Gracias a esta gráfica, se comprobó experimentalmente que la velocidad del sonido es aproximadamente 347,17 m/s a 25°C. La intensidad y el voltaje varían de acuerdo al ángulo de reflexión de la onda de forma que en cierto punto tendrán un valor máximo y después de éste disminuirán de nuevo. En términos generales, el procedimiento realizado en la segunda parte del experimento sirvió para determinar distancias y tiempos gracias a la ecosonda, y con los respectivos tiempos y la velocidad del sonido previamente hallada se pudieron determinar distancias teóricas para compararlas con la práctica, las cuales no superaron el 10% de error.