Unsaac -2016 LABORATORIO DE FISICA IV REFLEXIÓN Y REFRACCIÓN DE LA LUZ ANÁLISIS DE DATOS EXPERIENTALES 1!- c"n #"s $a%"s "&%'n($"s )%a&#a N* 1+, a##a. '# /n$(c' $' .'.acc(n $'# #/3($" 3sa$", c"ns($'.an$" c"4" ƞ1 '# /n$(c' $' .'.acc(n $'# a(.' )5 1+ c"4#'%a #a %a&#a 7 a##' '# '# 8a#". ."4'$(" ."4'$(" $'# /n$(c' $' .'.acc(n ƞ ± Δƞ
Angulo θ1 (0) 10 20 30 40 50 60 70
Angulo θ2 (0) 7.5 14.5 20.5 26.5 32 35.3 40.0
Índice de refracción ƞ 1.330 1.336 1.427 1.440 1.445 1.498 1.461 ro!ed 1.420 io
"allando ƞ ro!edio η ´ =¿
1.330 # 1.336 # 1.427 # 1.440 # 1.445 # 1.498 1.498 # 1.461 $
1.420
7
%alculando &ƞ Índi Índice ce de refra efracc cció ión nƞ 1.330 1.336 1.427 1.440 1.445 1.498 1.461 ro!edi o
Índi Índice ce de refra efracc cció ión n ƞ ro!edio 1.420 1.420 1.420 1.420 1.420 1.420 1.420
1.420
&ƞ '009 '0084 0007 002 0025 0078 0041 0,00043
l &ƞ l $ '0.09 '0.09 # '0.084 # 0.007 # 0.02 # 0.025 # 0.078 # 0.041 $ 0.00043
7
l *ndice de refracción e+ ƞ ± Δƞ = 1.42 ± 0.00043
2!- 9.a(3' senθ1 = f(senθ2), 'sc.(&a #a 'c3ac(n $' #a c3.8a 3' s' a:3s%a 4':". a s3 ;.<(ca! Θ1
Θ2
Y=Senθ1
X=Senθ 2
10 20 30 40 50 60 70
75 145 205 265 32 353 40
0174 0342 05 0643 0766 0866 0939
0131 025 035 0446 0529 0578 0643
1 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 0.1
, $ A- #
0.2
0.3
0.4
0.5
+i / $ +en θ1
0.6
0.7
- $ +en θ2
=!- "&%'n;a '# 8a#". $' #"s a.<4'%."s $' #a c3.8a ". 4'$(" $'# 4>%"$" $' 4/n(4"s c3a$.a$"s! X= sen θ2
Y= sen θ1
X²
XY
0131 025 035
0174 0342 05
0017161 00625 01225
0022794 00855 0175
0446 0529 0578 0643 Σ X =2,927
0643 0766 0866 0939
0198916 0279841 0334084 0413449
0286778 0405214 0500548 0603777
Σ Y = 4,23
Σ X² = 1,428451
Σ XY = 2,079611
H!!"#$ %&'&$S , *
A $ n Σ, ' ΣΣ , $ 7(2.079) (2.927)(4.23) $ 1.520 n Σ ' (Σ)2 7(1.428) (2.927)2 $ Σ ,Σ2 ΣΣ, $ (4.23)(1.428) (2.927)(2.079) $ +0.031 n Σ ' (Σ)2 7(1.428) (2.927)2 or con+iguiene ene!o+ la for!ula e!*rica , $ A # , $ 1.52 0.031 ?!- c3a# 's '# s(;n((ca$" /s(c" $' $(c"s a.<4'%."s! De acuerdo al análisis de los datos obtenidos, realizado mediante el método de mínimos cuadrados se tiene la interpretación de los parámetros donde: A: indica el índice de refracción del medio dos (glicerina) B: indica el índice de refracción del medio uno (aire)
@!- 'sc.(&' '# 8a#". (na# $'# /n$(c' $' .'.acc(n ƞ $'# #/3($" '4#'a$" c"n s3 .'s'c%(8a (nc'.%($34&.'! De acuerdo a la práctica de laboratorio se obtuvo ue el índice de refracción de la glicerina es!
$ 1.520 "allando la incertidumbre: &ƞ "allando el error:
e $ l eor. ' e-er. l
eor e $ l 1.420 1.520 l 1.423 e $ 0.07 #or consiguiente:
ƞ = 1.520 ± 0.07
6!- $' #"s 8a#".'s "&%'n($"s 3> 8a#". U$! Da./a c"4" .'s3's%a P".3' $a obtenida por análisis matemáticos! %a ue en ella se tubo la rela
!- ($'n%((3' '# #/3($" '4#'a$" 'n '# ''.(4'n%", )3%(#(an$" '# /n$(c' $' .'.acc(n 3' 3s%'$ a '#';($"+, &3scan$" 'n #as %a&#as $a$as 'n #"s #(&."s " 'n '# (n%'.n'%! In$(3' '# n"4&.' $'# #(&." " <;(na $' (n%'.n'% 3%(#(a$a! &l líuido utilizado en la práctica de laboratorio es la glicerina cu'o índice de refracción es de !*
%-n/ e nene
+::;lender3drecur+o+. θc
θc
=
41.14 °
=
sin
−
1
η2 η1
θc = sin
−
1
1 1.52
+i:
Θc exper = 45°; Θc calcul = 41.14°
o es igual pero se apro-ima, 'a ue el valor obtenido del índice de refracción en el paso . posee errores 'a ue a la /ora de tomar datos se cometieron errores de posición, mala lectura!
CONCLUCIONES! • •
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De acuerdo a lo observado en las prácticas de laboratorio, #udimos comprobar la le' de +nell donde indica ue la refracción de la luz se da de acuerdo al Angulo de incidencia ' el índice de refracción de medio donde se realiza! &l índice de refracción de la glicerina es ma'or al del agua puesto ue la glicerina es más densa ue el agua!
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Aprendimos a determinar índices de refracción ' a definirlo operacionalmente 0unto con el análisis de los ángulos crítico ' de refracción! &n esta práctica de laboratorio se /a descrito ' aplicado la le' de +nell, el cual nos permite relacionar los índices de refracción con los senos de los ángulos tanto de incidencia como el refractado &l índice de refracción de la glicerina es ma'or al del agua puesto ue la glicerina es más densa ue el agua &l ángulo de refracción es menor al ángulo de incidencia, debido a ue la luz al momento de pasar por el centro de la circunferencia atravesando el recipiente con glicerina este disminu'e a este fenómeno llamamos refracción! 1uando la luz no pasa por el centro de la circunferencia no se puede apreciar el ángulo de refracción
COENTARIOS Y SU9ERENCIAS! •
#ara una buena toma de datos lo recomendable es posicionar bien los ob0etos para tener precisión en los datos!
CUESTIONARIO! 1!- UE ES AN9ULO CRITICO, Y COO SE HALLA! &l ángulo crítico o ángulo límite también es el ángulo mínimo de incidencia en el cual se produce la refle-ión interna total! &l ángulo de incidencia se mide respecto a la normal de la separación de los medios! &l ángulo crítico viene dado por: , y . &sta Donde son los índices de refracción de los medios con ecuación es una simple aplicación de la le' de +nell donde el ángulo de refracción es 234!
.'#'(n (n%'.na %"%a# es el fenómeno ue se produce cuando un ra'o de luz atraviesa un medio de índice de refracción n2 menor ue el índice de refracción n1 en el ue éste se encuentra, se refracta de tal modo ue no es capaz de atravesar la superficie entre ambos medios refle0ándose completamente! &ste fenómeno solo se produce para ángulos de incidencia superiores a un cierto valor crítico, 5c! #ara ángulos ma'ores la luz de0a de atravesar la superficie ' es refle0ada internamente de manera total! $a refle-ión interna total solamente ocurre en ra'os via0ando de un medio de alto índice refractivo /acia medios de menor índice de refracción!
2!- UE ES INDICE DE REFRACCION! &l índice de refracción (n) de un medio se define como el valor de la velocidad de la luz en el vacío (c) dividido entre la velocidad de transmisión de la luz en ese medio! n 6 c 7 8medio!
#or tanto, cuanto ma'or sea el índice de refracción de un medio menor será la velocidad de la luz al atravesarlo! $os valores más comunes, de índices de refracción en los minerales, están entre !. ' 9!3!
&n una lámina delgada no podemos /acer medidas cuantitativas del índice de refracción pero podemos estimarlo estudiando el relieve!
=!- UE ES LA LEY DE SNELL! $lamada #'7 $' Sn'##-D'sca.%'s, es una fórmula utilizada para calcular el ángulo de refracción de la luz al atravesar la superficie de separación entre dos medios de propagación de la luz (o cualuier onda electromagnética) con índice de refracción distinto! $a misma afirma ue la multiplicación del índice de refracción por el seno del ángulo de incidencia es constante para cualuier ra'o de luz incidiendo sobre la superficie ue separa dos medios!
?!- APLICACIONES DEL INDICE DE REFRACCION! •
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$a propiedad refractiva de un material es la propiedad más importante de cualuier sistema óptico ue usa refracción! &s un índice inverso ue indica el grosor de los lentes segn un poder dado, ' el poder dispersivo de los prismas! ;ambién es usado en la uímica para determinar la pureza de los reactivos uímicos +e utiliza también para la renderización de materiales refractantes en los gráficos
@!- OBETIVOS! •
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&studiar la refle-ión ' refracción de la luz, comprobando la validez de la le' de +nell! Determinar el Angulo crítico para una sustancia ue se encuentra en el aire!
6!- REFLEXIÓN DE LA LUZ! !- REFRACCIÓN DE LA LUZ!
