Laboratorio de Ondas 07

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CURSO:ONDAS Y CALORCODIGO: PG1014

LABORATORIO N° 07NATURALEZA, LEY DE LA DISTANCIA, REFLEXIÓN DE LA LUZ

ALUMNOS (AS)

APELLIDOS Y NOMBRES NOTASUXO QUISPE, ERICK FERNANDOVELASQUEZ MAMANI,CRISTHIAN YORDANVELEZ ESTAÑA, MARIBEL

PROFESOR: JULIO RIVERAPROGRAMA PROFESIONAL: ELECTROTECNIA

INDUSTRIALESPECIALIDAD/GRUPO: ¨D¨

FECHA DE ENTREGA:16 11 15

MESA DE TRABAJO: 02


I. INTRODUCCION

En la estudio de la ley de la distancia de la luzy su naturaleza se busca comprobar experimentalmente, que la iluminación de una onda luminosa aumenta (si se acorta la distancia a la luz) o disminuye la iluminación (si nos distanciamos de la luz),asimismo realizaremos la variación de la iluminación con respecto al tiempo (en corriente alterna) y la iluminación constante con respecto al tiempo (en corriente continua). Para el experimento 1 sehará uso de una de linterna, regla y sensor de luz, como también el ya conocidos Data Studio para la PC, para hacer la gráfica E (iluminación en lux) vs d (distancia a la fuente encendida) y para elexperimento 2 y 3, E vs t (tiempo), tanto para corriente alterna como para corriente continua.El presente informe describe los objetivos, el plan, el desarrollo, su importancia, análisis de resultados, observaciones y, conclusiones llevado a cabo en el curso de Ondas y Calor en el Laboratorio de Tecsup.


II. OBJETIVOS1. Comprobar experimentalmente la variación de fuentes luminosas alimentadas AC y DC.

2. Comprobar experimentalmente que la intensidad de una onda luminosa disminuye con el cuadrado de la distancia a la fuente luminosa

.3. Estudiar las imágenes formadas en un espejo plano.

4. Deducir las leyes de la reflexión de la luz.

5. Ser capaz de configurar e implementar equipos para toma de datos experimentales utilizando como herramienta el software Data Studio.

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III. MATERIALES

N° OBJETOS NOMBRE DEL OBJETO IMAGEN01 COMPUTADORA PERSONAL

(Con programa Pasco Capstone instalado )

01 INTERFACE USB LINK

01 SENSOR DE LUZ

01 FUENTE LUMINOSA

02 ESPEJOS

01 ALFILERES

01 ESCUADRA

01 VARILLA

01 NUEZ

01 SOPORTE

01 PINZA UNIVERSAL

01 GENERADOR DE VOLTAJE


V. FUNDAMENTO TEORICO

Naturaleza de la luzLas bombillas eléctricas se alimentan con un voltaje de 50 Hz (o 60 Hz) en algunos países) de onda sinusoidal. La amplitud máxima del voltaje, y en consecuencia del brillo, tiene lugar dos veces por ciclo debido a que la bombilla es excitada cuando se incrementa el voltaje sin importar la polaridad de este. Una bombilla eléctrica tendrá una intensidad máxima 10 veces por segundo (o 120 veces por segundo). Tendrá del mismo modo una intensidad mínima 100 veces por segundo (o 120 veces por segundo).

Las luces fluorescentes pardean a una frecuencia particular. La intensidad de la luz procede de bombillas que también fluctúan. La intensidad de la luz procedente de bombillas DC no debe variar.

Intensidad luminosa

Cuando una fuente puntual emite luz con una potencia (P) constante y el medio de propagación es isotrópico y no absorbente de energía, los frentes de onda son esféricos. De este modo, la energía por unidad de tiempo (P) se distribuye uniformemente sobre el área de una superficie esférica de radio (r) . Por ello, la intensidad de la onda (potencia media por unidad de área) resulta ser:

(1)Es decir la intensidad de la luz a una distancia dada r, será proporcional al cuadrado de su radio r, la intensidad variará como 1/r2.Los campos eléctricos y gravitatorios también son funciones que responde a la ley de la inversa al cuadrado.

Reflexión

Al cambio de dirección que experimenta la luz al llegar a una superficie pulida se le llama reflexión.En casi cada momento de la vida diaria se encuentran experiencias que son consecuencias de la reflexión de la luz. usted está leyendo estas líneas gracias a que la luz que se refleja en la superficie, se observa en un espejo por la luz reflejada sobre él.

El principio o la ley de la reflexión de la luz, se aplica en las experiencias que se acaban de describir y en muchos otros. La ley de la reflexión se puede ver desde otro punto de vista diferente que viene del Principio de Fermat que establece que “De todos los posibles caminos puede tomar la luz para desplazarse, toma siempre aquel que lo lleva a recorrer en el

tiempo mas corto” o dicho de otro modo “La trayectoria real entre dos puntos tomados por su haz de luz es aquella que es recorrida en el tiempo mínimo”.

La reflexión especular se produce cuando la luz se refleja sobre una superficie pulida como un espejo, mientras que cuando la reflexión se produce sobre una superficie rugosa se denomina reflexión difusa . En el caso particular de la reflexión especular (generalmente cuando se habla de reflexión se hace referencia a este tipo) se cumple lo que se denomina la ley de reflexión: θ i = θi (2)Que nos indica que el ángulo de incidencia es igual al ángulo de reflexión.El índice de refracción de un medio se define como: n = velocidad de la luz en el vacío = c velocidad de la luz en un medio v

Ya que se sabe que la velocidad de la luz (v) cambia de acuerdo al medio en que atraviese, así también como la longitud de onda (λ) mientras que la frecuencia (f) permanece constante.Recordemos que la velocidad de una onda se relaciona con la frecuencia (f) y la longitud de onda (λ) de acuerdo con la siguiente relación: v = λf (3)


. VI. PROCEDIMIENTO

Naturaleza de la luz.Ingrese al programa Data Studio, haga clic sobre el icono crear experimento y seguidamente reconocerá el sensor de luz (luxómetro) insertado a la interfase Power Link. Entre al icono CONFIGURACION luego seleccione velocidad de muestreo a 10 hz.No es necesario calibrar el sensor de luz, pero si necesitara calibrar la sensibilidad del sensor, selecciónelo en el rango BULB (0 – 260 lux) lo reconocerá pues sobre el sensor hay un botón con la imagen de una bombilla eléctrica.Encienda el fluorescente AC y coloque el sensor de luz a unos cuantos centímetros.No acercar el sensor al fluorescente, registre las medidas a nivel de la superficie de la mesa. Comience a grabar los datos por espacio de 20 segundosRepita el procedimiento para la bombilla incandescente AC.Repita el procedimiento para la bombilla incandescente DC.Variación de la intensidad de la luz.

Ingrese al programa Data Studio, haga clic sobre el icono crear experimento y seguidamente reconocerá el sensor de luz (luxómetro) insertado a la interfase Power Link.

Arme el montaje de la figura 4.1. La longitud inicial debe ser de 10 cm. Obsérvese que la linterna debe estar perpendicular a la regla. Cuide además que la luz del ambiente no incida sobre su sensor.

4.1 PRIMER MONTAJESelecciónelo en el rango BULB (0 – 260 lux) lo reconocerá pues sobre el sensor hay un botón con la imagen de una bombilla eléctrica.Entre al icono CONFIGURACION luego seleccione velocidad de muestreo a 10 Hz, luego vaya a opciones y en muestreo manual seleccione conservar valores de datos solo si se solicita. Renombre la medida a tomar como longitud y las unidades en metros, según como lo puede ver en la figura 4.2.

4.2. Configuración del sensor luminoso.

Posteriormente levante un gráfico de intensidad luminosa (lux) vs longitud (centímetros).Al empezar la grabación de los datos aparecerá una ventana como podemos apreciar en la grafica 4.3 y deberá poner el valor de la longitud y así en cada valor que selecciones, el sistema grabará solo en el momento que se acepte el valor. Para finalizar la grabación se seleccionará e icono de color rojo

VII. CUESTIONARIO

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VIII. OBSERVACIONES

OBSERVAMOS QUE LA AMPLITUD VARIA DEBIDO A UN TIEMPO, SU MOVIMIENTO SE REPITE PERO SU AMPLITUD NO ES CONSTANTE.

OBSERVAMOS QUE EL SENSOR DE MOVIMIENTO DEBE SER SUJETADA FIJAMENTE PARA NO OBTENER MALOS DATOS.

OBSERVAMOS QUE LOS PESOS CON LOS RESORTE DEBEN SER PROPORCIONALES YA QUE SI PONES UN PESO MAYOR DE LO INDICADO EL RESORTE SE DEFORMARIA Y NO REGRESARIA A SU POSICION INICIAL.TAMBIÉN PUDIMOS OBSERVAR QUE ENTRE MENOS ELASTICO SEA EL RESORTE MENOR CONSTANTE VA A TENER, ES DECIR, QUE EL ALARGAMIENTO ES INVERSAMENTE PROPORCIONAL A LA CONSTANTE DE ELASTICIDAD.COMPROVAMOS LA LEY DE HOOKE.TAMBIEN VIMOS QUE PODEMOS CONFIGURAR E IMPLEMENTAR EQUIPOS PARA LA TOMA DE DATOS Y REALIZAR ANALISIS GRAFICOS USANDO EL PROGRAMA CAPSTONE™.

IX. CONCLUSIONES

CONCLUIMOS QUE LA CARACTERISTICA PRINCIPAL DE TODO MOVIMIENTO ARMONICO SIMPLE ES PRESENTAR UNA FUERZA QUE PRETENDE REGRESAR EL SISTEMA A SUN POSICION DE EQUILIBRIO.

CONCLUIMOS QUE DESPUES DEL ESTUDIO DE FENOMENOS OCURRIDOS EN NUESTRO RESORTE OBSERVAMOS, EN EL CAMPO DE OSCILACIONES DEPENDE DE LA AMPLITUD DEL CUERPO Y ES DIRECTAMENTE PROPORCIONAL AL TIEMPO.

CONCLYUYENDO LAS OSCILACIONES SON DIRECTAMENTE PROPORCIONAL AL TIEMPO QUE GENERA DECIR ENTRE MAS OSCILE LOS OBJETOS, SU PERIODO ES MAYOR.

CONCLUIMOS QUE SABER LA TEORIA ES MUY IMPORTANTE YA QUE ESTO, FACILITARIA PARA LAS PRACTICAS.


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