República Bolivariana de VenezuelaMinisterio de Educación para el poder popular

Universidad del ZuliaFacultad de Ingeniera

Cátedra: Física III

Reflexión y Refracción

Elaborado por:Bracho Yimmy CI: 20.584.944Rodríguez Amílcar CI: 20.578.334Paredes José CI: 21.366.352

V de Gowin

Reflexión y Refracción

Conceptos.•Rayo de luz•Rayo incidente•Rayo reflejado•Rayo refractado•Índice de refracción.

Teoría. •Óptica Geométrica

Hipótesis.•La luz visible esta compuesta por una variedad de colores.•La luz se refleja o refracta según sea la superficie de incidencia.

Principios y leyes.•Principio de Fermat•Ley de Snell.

•Longitud de onda•Reflexión total interna•Ángulo de incidencia•Ángulo de refracción

¿Cuál es la relación entre el índice de refracción de un

material y la desviación de un rayo de luz?

Acontecimientos.

V de Gowin

Trasformaciones y registros

Post- laboratorio•Dirección de rayo de luz para la observación de un objeto.•Trayectoria de rayos observados•Periscopio.

Afirmaciones de Conocimiento

Afirmaciones de valor

bibliografía

Teoría

Óptica Geométrica.

Este campo de la óptica se ocupa de la aplicación de las leyes de reflexión y refracción de la luz al diseño de lentes y otros componentes de instrumentos ópticos.

La óptica geométrica usa la noción de rayo luminoso; es una aproximación del comportamiento que corresponde a las ondas electromagnéticas (la luz) cuando los objetos involucrados son de tamaño mucho mayor que la longitud de onda usada; ello permite despreciar los efectos derivados de la difracción, comportamiento ligado a la naturaleza ondulatoria de la luz.

Principios y leyes

-Ley de Snell: afirma que el producto del índice de refracción por el seno del ángulo de incidencia es constante para cualquier rayo de luz incidiendo sobre la superficie separatriz de dos medios. Aunque la ley de Snell fue formulada para explicar los fenómenos de refracción de la luz se puede aplicar a todo tipo de ondas atravesando una superficie de separación entre dos medios en los que la velocidad de propagación de la onda varíe.

-Principio de Fermat: establece que “El trayecto seguido por la luz al propagarse de un punto a otro es tal que el tiempo empleado en recorrerlo es un mínimo”.El principio fue enunciado de esta forma en el siglo XVII por el matemático francés Pierre de Fermat. Este enunciado no es completo y no cubre todos los casos, por lo que existe una forma moderna del principio de Fermat. Esta dice que:“El trayecto seguido por la luz al propagarse de un punto a otro es tal que el tiempo empleado en recorrerlo es estacionario respecto a posibles variaciones de la trayectoria”.

Conceptos

-Rayo de luz: Es una línea en el espacio que corresponde a la dirección del flujo de la energía radiante. Los rayos son trayectorias ortogonales a los frentes de onda y son líneas normales a los frente de onda en cada punto de intersección. -Rayo incidente: Es aquel que llega a la superficie de separación de los medios trazados.-Rayo reflejado: El que parte de la superficie de reflexión desde el punto donde le toca el rayo incidente.-Rayo refractado: Es el rayo de luz que se desvía al ingresar al segundo medio transparente.-Índice de refracción: Es una medida que determina la reducción de la velocidad de la luz al propagarse por un medio homogéneo.-Longitud de onda: es el período espacial de la misma, es decir, la distancia a la que se repite la forma de la onda. Normalmente se consideran dos puntos consecutivos que poseen la misma fase.-Reflexión total interna: Es el fenómeno que se produce cuando un rayo de luz, atravesando un medio de índice de refracción n2 menor que el índice de refracción n1 en el que éste se encuentra, se refracta de tal modo que no es capaz de atravesar la superficie entre ambos medios reflejándose completamente..

Conceptos

-Ángulo de incidencia: es el punto de reflexión de luz sobre algún objeto reflectivo cóncavo ó convexo-En el caso de las superficies planas el ángulo incidente es igual al ángulo reflejado, y su punto de referencia es la recta normal.-Ángulo de refracción: Ángulo que forma el rayo que pasa de un medio a otro y la normal a la superficie de separación entre ambos medios en el punto de incidencia.

Acontecimientos

•Se uso un prisma al cual se le hiso incidir un haz de luz “blanca” graduado en todo el centro del circulo de una placa y se pudo observar el rayo refractado a varios ángulos de incidencia.

•Se hizo incidir un haz de luz blanca en un prisma para obtener el espectro de la luz.

•Se utilizo un rayo laser el cual se utilizo dicho rayo para hacerlo incidir en un equipo y asi observar la reflexión total interna

Trasformaciones y registros

Actividad I Tabla # 1

Aire-Lente

θ incidente θ reflejado θ refractado Índice de refracción n2

0 0 0

10 14 72

20 44 15

30 62 21

40 84 27

50 104 34

60 124 33

70 144 41

80 164 44

90 180 90

n2 = 

Trasformaciones y registros

Actividad II Tabla # 2

Lente-Aire

θ incidente θ reflejado θ refractado Índice de refracción del lente n1

0 0 0

10 8 13

20 18 29

30 28 46

40 38 70

50 49

60 58

70 68

80 79

90 92

n2 = 

Dicha tabla referida a la actividad 2 en la cual se presenciaron los ángulos

reflejados y refractados en el prisma de media luna (cara

circular)

Trasformaciones y registros

Actividad II Tabla # 3 - 4

Tabla # 3

COLOR Θ incidente Θ transmitido Índice de refracción Longitud de onda

AZUL 42° 73°

ROJO 42° 78°

Θ incidente Θ reflejado Θ transmitido Θ crítico experimental

Θ crítico teórico

41.5° 44° 0° 41.5° 41.8°

Tabla # 4

Trasformaciones y registros

Actividad II Tabla # 2

En referencia a la actividad 2

Podemos analizar lo siguiente:

- El Angulo de refracción al que comienza la separación de colores en el rayo refractado es de 54 grados.

- El Angulo de refracción para la máxima separación de colores es de 80 grados.

-El orden de colores que se observan en el rayo refractado es el siguiente: azul, rojo amarillo, verde

-S i hay un rayo reflejado para todos los angulos de incidencia.

-No hay un rayo refractado para todos los ángulos de incidencia.

- la nueve no la entiendo ojo llenen esta

- El valor del Angulo critico es de 42 grados en referencia a la tabla 4

- El Angulo de incidencia al que esta toda la luz reflejada es de 42grados

Trasformaciones y registros

Actividad III

OBSERVACIONES DE LA REFLEXION TOTAL INTERNA CON EL RAYO DE

LUZ LASER

Se puedo observar en esta actividad el fenómeno de reflexión total interna cuando se hiso incidir un rayo laser en dicho objeto visto en la figura de la parte superior así mostrándonos que para que este fenómeno ocurriera el la luz viaja de un medio de índice de refracción alto a uno mas bajo .

Trasformaciones y registros

Actividad VI

a)

b)

Se puede presenciar en los tres ejemplos de incidencia como la luz incide de manera directa en el prisma formando un Angulo de 90 grados en entre el rayo incidente y el reflejado , es decir, en el caso a) la fuente emisora esta graduada a 0 grados respecto el cateto adyacente del triangulo (prisma) en el caso b) se le da una vuelta de 180 grados y los rayos inciden en la hipotenusa y el caso c) el reflejado de uno pasa a hacer el incidente del otro igual a el patrón de comportamiento del caso a)

c)

Actividad VTrasformaciones y registros

Color del objeto visto con luz del sol

Color del objeto visto a través de un filtro rojo

Color del objeto visto a través de un filtro

verde

Color del objeto visto a través de un filtro azul

Blanco Rojo Verde Azul

Azul Morado Verde azulado Azul

Verde rojo Verde Verde

Rojo Rojo Amarillo Morado

Amarillo rojo Verde claro Verde

Negro Rojo oscuro Verde azul

Tabla # 5

La presente tabla nos muestra como se ven una variedad de colores por medio de distintos filtros colocados cados en la fuente de luz

Actividad VTrasformaciones y registros

En referencia a la tabla 5

Podemos comparar los colores de los objetos vistos con la luz natural y a través de cada filtro de la siguiente manera:

a) ¿Qué colores se ven iguales? El azul, rojo y verde se ven iguales tanto con la luz natural como con el filtro.

b) ¿Cuales se ven diferentes? Negro, amarillo y blanco

c) ¿ Como se ve el color blanco? En el filtro rojo: rojo, en el verde: verde, en el azul: azul

d) ¿Cómo se ve el negro? En el filtro rojo: rojo oscuro, en el verde: verde, en el azul: azul

Post - laboratorio

Podemos comparar los colores de los objetos vistos con la luz natural y a través de cada filtro de la siguiente manera:

a) ¿Qué colores se ven iguales? El azul, rojo y verde se ven iguales tanto con la luz natural como con el filtro.

b) ¿Cuales se ven diferentes? Negro, amarillo y blanco

c) ¿ Como se ve el color blanco? En el filtro rojo: rojo, en el verde: verde, en el azul: azul

d) ¿Cómo se ve el negro? En el filtro rojo: rojo oscuro, en el verde: verde, en el azul: azul

Dirección del rayo de luz para poder observar un objeto

Fuente emisora de luz irradia rayos en

todas las direcciones

Los rayos provenientes de la

fuente llegan al objeto y se reflejan

Los rayos reflejados llegan al ojo y la reflexión de esos rayos provenientes del objeto es lo que vemos como la imagen

Post - laboratorioTrayectoria de rayos reflejados

Periscopio

Es un instrumento para la observación desde una posición oculta.En su forma sencilla es un tubo con un juego de espejos en los extremos, paralelos y en un ángulo de 45º respecto a la línea que los une.

El periscopio V

Actividades de evaluación

¿Que es la luz?

Es una propagación de energía visible al ojo humano y con comportamiento dual

OndaEn física,,

una onda es una

propagación de una

perturbación de alguna

propiedad de un medio

Propiedades

Una onda electromagnética es la forma de propagación de

la radiación electromagnética

través del espacio

Onda electromagnética Refracción

La refracción es el cambio de

dirección que experimenta

una onda al pasar de un medio

material a otro

Reflexión

fenómeno por el cual un rayo

de luz que incide sobre

una superficie es reflejado

bloque básico e indivisible

que compone la

materia del universo

Átomo

Es el período espacial de la

misma, es decir, la distancia a la que se repite la

forma de la onda

Longitud de onda

Afirmaciones de conocimiento

La relación entre el índice de refracción y el ángulo de desviación mínima esta determinada por la ecuación:

donde Smin es la desviación mínima, fi es el ángulo del vértice del prisma y n es el índice de refracción.Esta ecuación nos permite calcular el índice de refracción de un prisma conociendo su mínima desviación mediante un trazado de rayos.

La reflexión total interna en un prisma se produce cuando la luz viaja de un medio de alto índice de refracción a uno de menor índice de refracción.