Departamento de Física y Electrónica
INFORME DE LABORATORIO
REFRACCION DE LA LUZ D. Doria, J. Pérez, E. Mestra, F. Silgado Facultad de Ciencias Básicas. Programa: Química Química
RESUMEN Si un rayo de luz que se propaga pro paga a través de un medio homogéneo h omogéneo incide sobre la superficie de un segundo medio homogéneo, parte de la luz es reflejada y parte entra como rayo refractado en el segundo medio, donde puede o no ser absorbido. La cantidad de luz reflejada depende de la relación la relación entre los índices de refracción de ambos medios. ambos medios. El El plano de incidencia se define como el plano formado por el rayo incidente y la normal (es decir, la línea perpendicular a la superficie del medio) en el punto de incidencia. El ángulo de incidencia es el ángulo entre el rayo incidente y la normal.
Palabras claves: ángulo de refracción, ángulo de incidencia, refracción de la luz, ABSTRACT If a beam of light than through the spreads homogeneous medium strikes the surface of a second means homogeneous , some of the light is reflected and refracted As part comes in the second half beam, or o r where it may ma y not be Absorbed the amount of reflected light depends depen ds on the relationship between the refractive indices of the two media. The plane of incidence is defined as the plane formed by the incident ray and the normal (is, the line perpendicular to the surface of the medium) at the point of incidence. The incidence angle is the angle between the incident ray and the normal.
Keywords: angle of refraction, angle of incidence, refraction of light.
INTRODUCCIÓN
los materiales que ocasiona la reducción de la velocidad de propagación de la luz. Esta característica da origen al efecto de refracción, ya que si efectuamos experiencias como las que observamos en este laboratorio nos podemos percatar que cuando el índice de refracción del lugar de incidencia es menor que el material sobre el cual recae el haz de luz, la velocidad de esta disminuye y por lo tanto su ángulo de inclinación cambia al cruzar la
La refracción es un fenómeno que se produce al pasar un haz de d e luz a través de una superficie que posee propiedades diferentes al medio en que se está propagando la misma, lo cual ocasiona desviación en la trayectoria de dicho haz. Haciendo un recuento de las características de este fenómeno, debemos aclarar un concepto como lo es, el índice de refracción, que es la propiedad de 1
Refracción de la luz. Por D. Doria, J. Pérez, E. Mestra, F. Silgado
segunda superficie. De esta manera ocurre la refracción.
que el cociente entre el seno del ángulo de incidencia y el seno del ángulo de refracción es constante. La ley de Snell puede escribirse como:
Esta experiencia como se muestra en el informe resultó de gran interés, ya que estudiamos un fenómeno muy común en nuestra vida diaria. Para este laboratorio se emplearon procesos sencillos los cuales nos permitieron tomar una serie de datos a A cualquier rayo luminoso que viaja en diferentes través de la realización de cálculos. y como se pomedios, la ley de Snell, en una forma más general drá percatar dichos cálculos nos facilitaron la ela puede escribirse así: boración de gráficos para explica
TEORIA RELACIONADA
MATERIALES UTILIZADOS
Uno de los fenómenos ópticos más importantes que ocurren en la naturaleza es el de la refracción de la luz al pasar de un medio a otro. Se nota claramente que los rayos cambian de dirección al pasar por ejemplo del aire al agua. Resulta conveniente estudiar la refracción de la luz en función del ángulo de incidencia y el ángulo de refracción. En esta experiencia investigaremos la relación que existe entre estos dos ángulos cuando la luz pasa de un medio a otro. La luz viaja a diferentes velocidades en medios distintos. Cuando los rayos luminosos pasan a determinado ángulo de un medio a otro, se refractan o desvían de la frontera entre los dos medios. Si un rayo luminoso entra a cierto ángulo en un medio óptico más denso, se desvía hacia la normal. Si un rayo luminoso entra a cierto ángulo en un medio óptico menos denso, al desviarse, se aleja en la frontera de los medios. El índice de refracción de una sustancia n, es el cociente entre la velocidad de la luz en el vació (c) y su velocidad en la sustancia Vs, de modo que:
Cuerpo óptico, semicircular Fuente de alimentación Regla métrica Transportador
MONTAJE Y PROCEDIMIENTO El procedimiento se realizó bajo el manual de laboratorio y docente con el fin de hacer incidir un haz de luz a través de un cuerpo óptico semicircular para medir los ángulos de incidencia y los ángulos de refracción.
Imagen 2. Montaje del laboratorio. Refracción de la luz
Todos los índices de refracción son mayores que uno, porque la luz siempre viaja más lento en un medio diferente al vació. El índice de refracción también se obtiene mediante la ley de Snell, la cual establece que un rayo de luz se desvía de manera
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Refracción de la luz Por D. Doria, J. Pérez, E. Mestra, F. Silgado
DATOS Y RESULTADOS 80 Angulo de in-
Angulo de
cidencia ϴi
refracción
Sen(ϴi)
y = 113,07x - 123,25
Sen(ϴr)
60 R² = 0,3711
40
ϴr
20
13,5
0,342
0,233
20
35
23
0,573
0,390
0
45
29
0,707
0,484
70
40
0,939
0,642
10
70
0,173
0,939
0
0,5
1
1,5
2
Gráfica 2 cociente de ángulos vs Angulo incidente
La ecuación matemática que describe mejor la
Tabla N°1
relación, se presenta en su respectiva gráfica.
CÁLCULOS = = = =
(ϴi) Sen(ϴr) (0,342)
(0,233) (0,573)
=1,469
1. Comparar los ángulos de incidencia con los ángulos de refracción. Los valores obtenidos fueron bastantes cercanos. Sabemos que para este experimento el índice de refracción debería ser el mismo tomando en cuenta que es el mismo material en toda la experiencia, pero por el margen de error experimental, los valores son aproximados.
(0,390) (0,707)
=1,460
(0,484)
= =
CUESTIONARIO
=1,467
(0,939)
=1,462
(0,642)
(0,173)
= 1,184
(0,939)
2. Compare los distintos valores de n entre sí. Comparando el índice de refracción calculado, se puede decir que es aceptable el comportamiento del ángulo de refracción
1,2 1
R² = 0,9804
0,8
y = 0,0128x + 0,0865
0,6 0,4
3. Calcular el valor medio de n En valor medio de n es 1,4084 Comparándola podemos decir que es cuarzo.
0,2 0 0
20
40
60
80
4. Errores
Gráfica 1 ángulos incidentes vs Angulo de incidencia
3
Refracción de la luz. Por D. Doria, J. Pérez, E. Mestra, F. Silgado
Los errores que se pueden presentar en la medición sobre el índice de refracción, es encontrar un material que tenga un amplio rango de ángulos de incidencia y también puede ser la construcción de un soporte estable para la fuente de la luz.
Si un rayo de luz que se propaga a través de un medio homogéneo incide sobre la superficie de un segundo medio homogéneo, parte de la luz es reflejada y parte entra como rayo refractado en el segundo medio. Por ende la cantidad de luz reflejada de pende de la relación entre los índices de refracción de ambos medios.
Cada objeto al estar compuesto de materiales diferentes tiene su respectico índice de refracción, el cual dependerá de las características intrínsecas del material del cual está constituido el objeto.
CONCLUSIONES Al haber realizado este laboratorio hemos concluido que: La refracción, un fenómeno óptico natural, se produce al pasar la luz de un medio a otro. Por ejemplo, cuando miramos un lápiz dentro del agua este parece que está torcido. Esto es causa de que los rayos cam bian de dirección al pasar del aire al agua. El índice de refracción es una medida que establece la reducción de la velocidad de la luz al propagarse por un medio. De forma más precisa, el índice de refracción es el cambio de la fase por unidad de longitud.
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
Nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Refracci%C3%B3n.svg http://labiii.galeon.com/5indiceref.pdf Young, Hugh y Roger A., Freedman. Física Universitaria con Física Moderna. Volumen 2, Decimosegunda Edición. Pearson Educación, 2009
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