Leyes de la óptica geométrica objetivos 1.Comprobar las leyes de la Reflexión y la Refracción de...
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Leyes de la óptica geométrica
objetivos
1. Comprobar las leyes de la Reflexión y la Refracción de la luz2. Determinar el índice de refracción del vidrio
acrílico3. Determinar el ángulo crítico del sistema vidrio-aire
Fundamento Téorico
Optica geométrica:
concepto básico : rayo: haz luminoso rectilíneo de sección despreciable (dirección de propagación de la luz). La longitud de onda de la onda electromagnética es muy pequeña con relación al tamaño de los objetos con los que interactúa
Propagación de la Luz
medio 1
rayo incidente
rayo reflejado
1'1
normal
medio 2
Superficie reflectante
Ley de la reflexión: 1 = 1'
Reflexión
c = 1
oo
medio 1 aire (n1)
rayo incidente
rayo reflejado1'1
normal
medio 2 agua( n2)
2 rayo refractado
Ley de Snell : n1senθ1 = n2senθ2
n = c v
Refracción de la Luz
c = 3108 m/s
Reflexión total interna, ocurre cuando el rayo pasa de un medio mas denso a otro menos denso con un ángulo de incidencia mayor que el ángulo crítico
n1
haz reflejado
c
normal
(aire) n2
haz refractado
(vidrio)
θi
Fibra óptica: conductor de luz, hecho de vidrio o plástico de gran transparencia en forma de filamentos de pequeño diámetro
i > c
C
R. Refractado
R. Reflejado
R. Límite
C = ángulo crítico del sistema vidrio-aire
Reflexión total interna en la superficie plana del cristal semicilíndrico
Vidrio aire
90o
n1senθ1 = n2senθ2
nv senc = na sen 90°
Sistema vidrio-aire
senc = na
nv
Aire: na ≈ 1 senc = 1nv
El ojo como sistema óptico
ejevisual
cristalino
humor acuoso
córnea
mácula lútea
humor vítreo
retina
iris
fóvea central
Nervio óptico
INDICES DE REFRACCION DE LAS PARTES DEL OJO
Córnea 1,37Humor acuoso 1,33Superficie del cristalino 1,38Centro del cristalino 1,41Humor vítreo 1,33
Materiales e Instrumentos
MaterialesMateriales Instrumentos Instrumentos precisiónprecisión
Triple espejo metálico
Lente semicilíndrica de acrílico
0 10 20 30 40 50 60 70
Fuente de luz
Procedimiento y datos experimentales
Rejilla múltiple
Lente de +75 mm
Disco de Hartl
Girando el disco 30° en sentido horario
Girando el disco 60° en sentido horario
Girando el disco 30° en sentido antihorario
Girando el disco 60° en sentido antihorario
Rayo de luz pasando del vidrio al aire
≈42°
90°
Angulo límite
60°
60°
Reflexión total
Procedimiento y datos experimentales
Tabla 1 : Refracción
i 1 2 3 4 5 6 7 8
Ang. de Incid.
1(°)
Ang. de Refrac.
2h(º)
2a(º)
2(º)
Tabla 2 : Reflexión total interna
i 1 2 3 4 5 6 7 8
Ang. de Incid.
1(°)
1010 2020 3030 3535 4040 4141 41.41.
554242
Ang. de Refrac.
1(°)
Procesamiento y análisis
nn 11(°)(°) 22(°)(°) sen sen 11(°)(°) sen sen 22(°)(°)
11 1010
22 2020
33 3030
44 4040
55 5050
66 6060
77 7070
88 8080
Tabla 3 : Refracción
A = …………
B = ………...
Ecuación: sen1 = ……… + ……… sen2
sen1
sen2
nv = ………
Grafica sen1 vs sen2
Análisis estadístico
A = ………….. B = ……………
Ecuación Empírica: sen1 = ……… + …….. sen2
Indice de refracción nv = …………………
nn 11(°)(°) 22(°)(°) sen sen 11(°)(°) sen sen 22(°)(°)
11 1010
22 2020
33 3030
44 3535
55 4040
66 4141
77 41.541.5
88 4242
Grafica sen1 vs sen2
A = …………
B = ………...
sen1
sen2c = ……..
Ecuación: sen1 = ……… + ……… sen2
Gráfica sen1 vs sen2
Análisis estadístico
A = ………….. B = ……………
Ecuación Empírica: sen1 = ……… + …….. sen2
Angulo límite del sistema vidrio-aire: c = …………
Análisis Análisis gráficográfico estadísticoestadístico
Ec. Empírica Ec. Empírica
sensen11 vs sen vs sen22
Ind. de ref. vidrio Ind. de ref. vidrio acrílicoacrílico
e(%) ne(%) nvv
Angulo critico Angulo critico interfase vidrio-aireinterfase vidrio-aire
e(%) ne(%) ncc
Resultados
Conclusiones
Bibliografía