FISICA IV
UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS
FACULT ACULTAD DE CIENCIAS CIENCI AS FISICAS FISIC AS LABORATORIO LABORATORIO DE FISICA IV Y ÓPTICA
PRÁCTICA PRÁCTICA Nº 7: Refracción al a!ar "el aire al #i"ri$ % aire al a&'a INTEGRANTES:
A&'ilar (ara)e* +ei), -.-/0070 1'234n M$ran)e* Ale5an"ra De F4)i3a -607007 Manri8'e 9'i!e* 'an Carl$! -.-/00-; Na#e"a Ca!)ill$* Daniel Ar)'r$ -.-/00<7 Ra3$! 9'ea Daniel -.-/00=6
PROFESOR:
FECHA DE REALIZACION DE PRÁCTICA:
Lima-Perú
!"#-I
2
-0>0.>-7
FISICA IV
REFRACCION AL PASAR DEL AIRE AL VIDRIO El índice de refracción (n) está definido como el cociente de la velocidad ( c) de un fenómeno ondulatorio como luz o sonido en el de un medio de referencia respecto a la velocidad de fase (vp) en dicho medio:
Generalmente se utiliza la velocidad de la luz (c) en el vacío (n) como medio de referencia para cualquier materia, aunque durante la historia se han utilizado otras referencias, como la velocidad de la luz en el aire. En el caso de la luz, es igual a:
onde εr es la permitividad relativa del material, ! μr es su permea"ilidad electromagn#tica relativa. $ara la ma!oría de los materiales, μr es mu! cercano a % en frecuencias ópticas, es decir, luz visi"le, aunque n es apro&imadamente 'ontrario a lo que afirman muchos li"ros clásicos ! algunos modernos de física, está compro"ado que puede e&istir un índice de refracción menor a % por eemplo, para los ra!os &.*%+ Este hecho puede tener aplicaciones t#cnicas, como espeos para ra!os & "asados en refrección e&terna total para su aplicación en herramientas m#dicas. tro eemplo de un índice de refracción menor a uno son las ondas electromagn#ticas cuando viaan a trav#s del plasma.
Valores para diferentes materiales:
El índice de refracción del aire es de %,---/ pero para efectos prácticos se considera como %, !a que la velocidad de la luz en este medio es mu! cercana a la del vacío. tros eemplos de índices de refracción para luz amarilla del sodio (0123/ nm):
Material
Índice de refracción
Vacío
1
Aire (*)
1,0002926
2
FISICA IV
Acetaldehído
1,35
Solución de azúcar (30)
1,3!
1"#utanol (a 20 $%)
1,399
&licerina
1,'3
etanol (a 25 $%)
1,'23
Solución de azúcar (!0)
1,52
+enceno (a 20 $%)
1,501
etanol (a 20 $%)
1,329
%uarzo
1,5''
Vidrio %ro-n
1,52
.i/uluro de car#ono
1,6295
%loruro de /odio
1,5''
Tablas: 2
FISICA IV Tabla N!: Aire al "idri#$
N
"
An%&l# de refracción '
!
!(
!)
*
+)
!,
+
-(
*.
-
/)
+-
(
0(
+,
nvidrio senθ i= naire senθ T Sa#eo/
naire =1 ntonce/
1)
nvidrio =
2)
nvidrio =
3)
nvidrio =
')
nvidrio
5)
nvidrio =
=
senθT senθi senθT senθi senθT senθi senθT senθi senθT senθi
=
sen 10 =0.672 sen 15
=
sen 19 =0. 650 sen 30
=
sen 28 =0. 663 sen 45
=
=
sen 34 sen 60
=
0.645
sen 39 =0. 651 sen 75
4roedio
nvidrio =¿ 0656
Tabla N*: Aire al a%&a$
2
FISICA IV
An%&l# de incidencia 1
An%&l# de refracción '
!)
!)
+)
*)
-(
+)2(
/)
+,
0(
-0
nagua senθ T =naire senθi Sa#eo/
naire =1 ntonce/
1)
nagua =
2)
nagua =
3)
nagua =
')
nagua
5)
nagua =
=
senθ T senθi senθ T senθi senθ T senθi senθ T senθi senθ T senθi
=
sen 10 =1 sen 10
=
s en 30 =1.462 sen 20
=
sen 45 = 1.393 sen 30.5
=
=
sen 60 sen 39
=
1.376
sen 75 = 1.320 sen 47
4roedio nagua =¿ 1310
EVAL3ACI4N
2
FISICA IV !$ Describe de ac&erd# c#n t&s #bser"aci#nes2 c#5# se c#56#rta el 7a8 de l&8 estrec7# al atra"esar #blic&a5ente la s&6er9cie de se6aración aire"idri#$ %uando el haz de luz incide o#licuaente /o#re la /uercie de /earación de do/ edio/, e/te ra7o ca#ia de dirección, cuando el ra7o luino/o incide /o#re el 8idrio arte de la luz incidente /e ree:a#a, ientra/ ;ue otra arte /e reracta#a Se o#/er8ó ta#i
*$ C#56ara entre si l#s ;n%&l#s de incidencia 1 < l#s de refracción ' c#rres6#ndientes de la tabla !$ F#r5&la el res<ad# c#n t&s 6r#6ias 6alabras$ An%&l# de incidencia 1
An%&l# de refracción '
!(
!)
+)
!,
-(
*.
/)
+-
0(
+,
.e lo/ dato/ o#tenido/ en el e=eriento /e o#/er8a ;ue ientra/ el haz de luz atra8e/a#a la /uercie del 8idrio con un a7or >n?ulo de incidencia el >n?ulo reractado ta#i
n?ulo de incidencia de 15 ?rado/ /e o#tenía un >n?ulo reractado de 10 ?rado/ ientra/ ;ue con el >n?ulo de incidencia de 5 ?rado/ /e tenía un >n?ulo de reracción de 39 ?rado/
+$ =A >&? res<ad# te c#nd&ce la 5edición c#n &n ;n%&l# de incidencia de )@ Intenta ra8#nar el res<ad#$ 2
FISICA IV
%uando el haz incide con un >n?ulo de cero ?rado/ o#/er8ao/ ;ue no ha7 reracción 7a ;ue el ra7o no /e altera, e/ decir, an@ene /u dirección
-$ Intenta f#r5&lar2 en base a t&s 5edidas < a las c#ndici#nes del e6eri5ent#2 &na le< 6ara el 6as# de la l&8 a tra"?s de la s&6er9cie de se6aración aire"idri#$ 4os ángulos de incidencia (i) ! de refracción (r) entre dos medios ! los índices de refracción están relacionados por la 4e! de 5nell. 4os ángulos se miden con respecto al vector normal a la superficie entre los medios:
($ =P#r >&? n# se refracta de n&e"# el 7a8 de l&8 al salir del c&er6# ó6Bc# se5icirc&lar@ 4or;ue e/t> a/ando del 8idrio nue8aente al aire, e/ decir e/t> ca#iando de edio, or lo tanto ta#i
2
