PRÁCTICA NO. 2 ÓPTICA ELECTROMAGNÉTICA 1

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  INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD ZACATENCO INGENIERIA EN COMUNICACIONES Y ELECTRÓNICA CAMPOS Y ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS “PRÁCTICA 2: ÓPTICA ELECTROMAGNÉTICA 1”  PROFESOR: VALENTÍN CASILLAS SANCHEZ GRUPO: 3CM14 EQUIPO: AMAYA MORALES VÍCTOR DANIEL GUERRERO MARTINEZ JOANNA MUÑOZ ESPINO ALEJANDRO VARGAS LUNA SERGIO FECHA DE ENTREGA 30  NOVIEMBRE - 2011 

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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA MECÁNICA Y ELÉCTRICA

UNIDAD ZACATENCO

INGENIERIA EN COMUNICACIONES Y ELECTRÓNICA

CAMPOS Y ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS

“PRÁCTICA 2: ÓPTICA ELECTROMAGNÉTICA 1” 

PROFESOR: VALENTÍN CASILLAS SANCHEZ

GRUPO: 3CM14

EQUIPO:

AMAYA MORALES VÍCTOR DANIEL

GUERRERO MARTINEZ JOANNA

MUÑOZ ESPINO ALEJANDRO

VARGAS LUNA SERGIO

FECHA DE ENTREGA

30 – NOVIEMBRE - 2011 

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Introducción

La óptica electromagnética estudia el comportamiento de la luz. La luz se propagaen forma de dos ondas vectoriales mutuamente acopladas, una onda para el

campo eléctrico y otra para el campo magnético, y esta propagación de las ondasluminosas viene descrita por las ecuaciones de Maxwell para el campoelectromagnético.La luz es una onda transversal que se propaga en el vacío precisamente a lavelocidad de la luz . Sabemos que la luz se comporta como una onda y suvelocidad es constante e igual a 3x108 m/s.

En ciertas situaciones es posible hacer uso de la óptica geométrica (óptica derayos) para describir la propagación de la luz en instrumentos ópticos e inclusoexiste una aproximación conocida como óptica ondulatoria  escalar que no tienenen cuenta el carácter vectorial de las ondas luminosas y que permite analizarfenómenos como las interferencias y la difracción. Sin embargo, estas teorías derayos y de ondas escalares son incapaces de proporcionar una descripcióncompleta de la reflexión y refracción, ni describir los fenómenos de polarización,las cuales ponen de manifiesto el carácter transversal de las ondas luminosas.

La óptica electromagnética es analizada por el estudio de la luz considerando sunaturaleza de onda electromagnética. Para esto hay que analizar la polarización  de la luz, incluyendo la polarización lineal y elíptica, la medida de la polarización,la ley de Malus y el grado de polarización. También daremos una brevedescripción de la reflexión y refracción de la luz entre dos medios dieléctricos y seanalizan los coeficientes de reflexión y transmisión, fundamentalmente enincidencia normal.

Algunos de los fenómenos ópticos electromagnéticos son:

Reflexión Refracción Difracción Interferencia Polarización Dispersión

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Objetivo

Visualizar los fenómenos ópticos presentes en las ondas electromagnéticas Descubrir efectos reflexivos de la onda electromagnética en condiciones de

fronteraMaterial

Entrenador MWT-530 Soporte Universal Prisma de Cera

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Desarrollo 

Reflexión

La reflexión es el cambio en la dirección de un rayo de luz cuando este no logratraspasar la interfaz entre dos medios.

Se trata de un fenómeno característico de la propagación por ondas, que seproduce cuando un rayo choca contra una superficie formando un ángulo con lanormal, llamado ángulo de incidencia, y es rechazado en una dirección dada por elángulo de reflexión.

El rayo incidente, el rayo reflejado y la normal a la superficie pertenecen al mismo

plano. En caso de que el rayo incida perpendicularmente es reflejado en la mismadirección de incidencia.

El fenómeno de la reflexión ocurre con la luz visible, con las ondas sonoras, conlas microondas, con los rayos X, etc., pero las modalidades con las que semanifiestan son diferentes al variar la longitud de onda de la radiación incidente.

Aunque los ángulos de incidencia y reflexión son iguales, si la superficie escóncava los distintos rayos tenderán a juntarse mientras que, si es convexa, asepararse. Mediante este principio se construyen los telescopios de reflexión.

Reflexión de la luz y sus leyes

Es el cambio de dirección, en el mismo medio, que experimenta un rayo luminosoal incidir oblicuamente sobre una superficie. Para este caso las leyes de lareflexión son las siguientes:

1a. ley: El rayo incidente, el rayo reflejado y la normal, se encuentran en un mismoplano.

2a. ley: El ángulo de incidencia es igual al ángulo de reflexión.

θi = θr 

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Reflexión interna total

Reflexión interna total de la luz.

Cuando en la refracción el ángulo de incidencia es mayor que el ángulo críticoocurre lo que se conoce como reflexión interna total. Cálculo del ángulo crítico:

En fórmula:

: Ángulo crítico;: Índice de refracción.

Retrorreflexión

Principio de funcionamiento de un reflector de esquina.

La retrorreflexión  es la capacidad que tienen algunas superficies que por suestructura pueden reflejar la luz de vuelta hacia la fuente, sin que importe elángulo de incidencia original. Este comportamiento se puede observar en un

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espejo, pero únicamente cuando éste se encuentra perpendicular a la fuente; esdecir, cuando el ángulo de incidencia es igual a 90°. Se puede construir unretrorreflector simple colocando tres espejos ordinarios de forma que todos seanperpendiculares entre sí (un reflector esquinero). La imagen que se produce esigual a la imagen producida por un espejo pero invertida. Tal como se observa en

la figura, la combinación de las diferentes superficies hace que el haz de luz seareflejado de vuelta a la fuente.

Si a una superficie se le aplica una pequeña capa de esferas reflectivas es posibleobtener una superficie con una capacidad limitada de retrorreflexión . El mismoefecto se puede obtener si se dota a la superficie con una estructura similar apequeñas pirámides (reflexión esquinera). En ambos casos, la estructura internade la superficie refleja la luz que incide sobre ella y la envía directamente hacia lafuente. Este tipo de superficies se utilizan para crear las señales de tránsito y lasplacas de los automóviles; en este caso particular no se desea una retrorreflexiónperfecta, pues se quiere que la luz retorne tanto hacia las luces del vehículo que

emite el haz de luz como a los ojos de la persona que lo va conduciendo.Reflexión acoplada compleja

La luz se refleja exactamente en la dirección de la fuente de donde provienedebido a un proceso óptico no lineal. En este tipo de reflexión, no solo se inviertela dirección de la luz; también se invierte el frente de la onda. Un reflectoracoplado se puede utilizar para eliminar aberraciones en un haz de luz,reflejándola y haciéndola pasar de nuevo por el dispositivo óptico que causa laaberración.

Reflexión de neutrones

Materiales que reflejan neutrones, como por ejemplo el berilio, son utilizados enreactores nucleares y en armas atómicas. En las ciencias físicas y químicas, lareflexión de neutrones es utilizada para determinar la estructura y composicióninterna de un material.

Reflexión del sonido

Cuando una onda sonora golpea una superficie plana es reflejada de maneracoherente asumiendo que el tamaño de la superficie reflectiva es losuficientemente larga con relación a la longitud de la onda que incide. Tómese encuenta que las ondas del sonido audible tienen un amplio rango de frecuencias (de20 Hz hasta 20000 Hz), al igual que la longitud de onda (que pude variar de20 mm hasta 17 m). Como resultado, se obtiene que la naturaleza en general, asícomo el comportamiento del fenómeno de reflexión varía de acuerdo con laestructura y la textura de las superficies de reflexión; por ejemplo, una superficieporosa tiende a absorber grandes cantidades de energía, mientras que una

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superficie áspera (donde áspero es relativo a la longitud de onda) reflejará lasondas en todas direcciones dispersando la energía de la onda, en lugar de reflejarel sonido en forma coherente. Esto nos lleva al campo de la Acústicaarquitectónica, porque la naturaleza de estas reflexiones son críticas para lasensación del espacio en un auditorio.

Reflexión sísmica

Las ondas sísmicas producidas por terremotos o por otras fuentes tales comoexplosiones, pueden ser reflejadas por capas dentro de la Tierra. El estudio de lasondas sísmicas reflejadas en las profundidades ha dado a los sismólogos laoportunidad de determinar las capas que conforman la estructura de la Tierra. Elestudio de las ondas sísmicas reflejadas de poca profundidad se utiliza ensismología por reflexión, que estudia la corteza de la Tierra en general, y enparticular para encontrar posibles yacimientos de petróleo o gas natural. 

Refracción

La refracción es el fenómeno que se presenta en un rayo sonoro o luminosocuando incide oblicuamente sobre la superficie de separación de dos medios, y envirtud del cual el rayo cambia de dirección y velocidad.

Cuando un rayo luminoso incide sobre la superficie que separa dos medios, porejemplo el aire y el agua, parte de la luz incidente se refleja, mientras que la otraparte se refracta y penetra en el segundo medio. Aunque el fenómeno de la

refracción se aplica fundamentalmente a las ondas luminosas los conceptos sonaplicables a cualquier onda incluyendo las ondas electromagnéticas.

Se cumplen entonces las leyes deducidas por Huygens que rigen todo elmovimiento ondulatorio:

- El rayo incidente, el reflejado y el refractado se encuentran en el mismo plano.

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- Los ángulos de incidencia y reflexión son iguales, entendiendo por tales los queforman respectivamente el rayo incidente y el reflejado con la perpendicular a lasuperficie de separación trazada en el punto de incidencia.

La velocidad de la luz depende del medio que atraviese, por lo que es más lento

cuanto más denso sea el material y viceversa. Por ello, cuando la luz pasa de unmedio menos denso (aire) a otro más denso (cristal), el rayo de luz es refractadoacercándose a la normal y por tanto, el ángulo de refracción será más pequeñoque el ángulo de incidencia. Del mismo modo, si el rayo de luz pasa de un mediomás denso a uno menos denso, será refractado alejándose de la normal y, portanto, el ángulo de incidencia será menor que el de refracción.

Refracción de la luz en diversos contenedores.

Un ejemplo de este fenómeno se ve cuando se sumerge un lápiz en un vaso conagua: el lápiz parece quebrado. También se produce refracción cuando la luzatraviesa capas de aire a distinta temperatura, de la que depende el índice derefracción. Los espejismos son producidos por un caso extremo de refracción,denominado reflexión total. Aunque el fenómeno de la refracción se observafrecuentemente en ondas electromagnéticas como la luz, el concepto es aplicablea cualquier tipo de onda.

Cuando un rayo se refracta al pasar de un medio a otro, el ángulo de refraccióncon el que entra es igual al ángulo en que sale al volver a pasar de ese medio almedio inicial.

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Explicación física

Lápiz quebrado debido a la refracción.

Se produce cuando la luz pasa de un medio de propagación a otro con unadensidad óptica diferente, sufriendo un cambio de rapidez y un cambio dedirección si no incide perpendicularmente en la superficie. Esta desviación en ladirección de propagación se explica por medio de la ley de Snell. Esta ley, así

como la refracción en medios no homogéneos, son consecuencia del principio deFermat, que indica que la luz se propaga entre dos puntos siguiendo la trayectoriade recorrido óptico de menor tiempo.

Por otro lado, la velocidad de la penetración de la luz en un medio distinto delvacío está en relación con la longitud de la onda y, cuando un haz de luz blancapasa de un medio a otro, cada color sufre una ligera desviación. Este fenómeno esconocido como dispersión de la luz. Por ejemplo, al llegar a un medio más denso,las ondas más cortas pierden velocidad sobre las largas (ej.: cuando la luz blancaatraviesa un prisma). Las longitudes de onda corta son hasta 4 veces másdispersadas que las largas lo cual explica que el cielo se vea azulado, ya que para

esa gama de colores el índice de refracción es mayor y se dispersa más.En la refracción se cumplen las leyes deducidas por Huygens que rigen todo elmovimiento ondulatorio:

  El rayo incidente, el reflejado y el refractado se encuentran en el mismoplano.

  Los ángulos de incidencia y reflexión son iguales, entendiendo por tales losque forman respectivamente el rayo incidente y el reflejado con laperpendicular (llamada Normal) a la superficie de separación trazada en elpunto de incidencia.

La velocidad de la luz depende del medio que atraviese, por lo que es más lentocuanto más denso sea el material y viceversa. Por ello, cuando la luz pasa de unmedio menos denso (aire) a otro más denso (cristal), el rayo de luz es refractadoacercándose a la normal y por tanto, el ángulo de refracción será más pequeñoque el ángulo de incidencia. Del mismo modo, si el rayo de luz pasa de un mediomás denso a uno menos denso, será refractado alejándose de la normal y, portanto, el ángulo de incidencia será menor que el de refracción.

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Índice de refracción 

Es la relación entre la velocidad de propagación de la onda en un medio dereferencia (por ejemplo el vacío para las ondas electromagnéticas) y su velocidaden el medio del que se trate.

Ángulo crítico: cualquier rayo que incida con un ángulo θ1 mayor al ángulo crítico

θc correspondiente a ese par de sustancias, se reflejará en la interfase en lugar derefractarse.

Refracción de ondas de radio

El fenómeno de la refracción es un fenómeno que se observa en todo tipo deondas. En el caso de las ondas de radio, la refracción es especialmenteimportante en la ionosfera, en la que se producen una serie continua derefracciones que permiten a las ondas de radio viajar de un punto del planeta aotro.

Refracción de ondas sísmicas

Otro ejemplo de refracción no ligado a ondas electromagnéticas es el de las ondassísmicas. La velocidad de propagación de las ondas sísmicas depende de ladensidad del medio de propagación y, por lo tanto, de la profundidad y de lacomposición de la región atravesada por las ondas. Se producen fenómenos derefracción en los siguientes casos:

  Refracción entre la transición entre dos capas geológicas, especialmenteentre el manto terrestre y el núcleo de la Tierra. 

  En el manto, por pequeñas desviaciones de la densidad entre capas

ascendentes menos densas y descendentes, más densas.

Ley de refracción (Ley de Snell)

La relación entre el seno del ángulo de incidencia y el seno del ángulo derefracción es igual a la razón entre la velocidad de la onda en el primer medio y lavelocidad de la onda en el segundo medio, o bien puede entenderse como el producto del índice de refracción del primer medio por el seno del ángulo de 

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incidencia es igual al producto del índice de refracción del segundo medio por el seno del ángulo de refracción . Donde: n1 = índice de refracción del primer medio,θ1= Ángulo de Incidencia, n2 = índice de refracción del segundo medio y θ2 =ángulo de refracción.

Interferencia

La interferencia es cualquier proceso que altera, modifica o destruye una ondadurante su trayecto en el medio en que se propaga. La palabra destrucción , eneste caso, debe entenderse en el sentido de que las ondas cambian de forma alunirse con otras; esto es, después de la interferencia normalmente vuelven a serlas mismas ondas con la misma frecuencia.

Difracción 

La difracción es un fenómeno característico de las ondas, éste se basa en elcurvado y esparcido de las ondas cuando encuentran un obstáculo o al atravesaruna rendija. La difracción ocurre en todo tipo de ondas, desde ondas sonoras, ondas en la superficie de un fluido y ondas electromagnéticas como la luz y lasondas de radio. También sucede cuando un grupo de ondas de tamaño finito sepropaga; por ejemplo, por causa de la difracción, un haz angosto de ondas de luzde un láser debe finalmente divergir en un rayo más amplio a una cierta distanciadel emisor.

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 Comparación entre los patrones de difracción e interferencia producidos por unadoble rendija (arriba) y cinco rendijas (abajo).

Los factores que pueden ser observados para la luz bajo condiciones favorablesson las evidencias más fuertes en favor de la teoría ondulatoria. El juego decolores iridiscente del arcoíris que vemos cuando la luz se refleja casiparalelamente a la superficie de un disco compacto, por ejemplo, se debe a quevarias longitudes de onda de la luz son difractadas en diferentes cantidades

cuando son reflejadas sobre la superficie del disco.

Los orificios microscópicos que cubre la superficie de estos discos, son hechospor máquinas especiales con punta de diamante. Por este motivo, la superficie escapaz de dar mucha mayor dispersión que cualquier prisma.

Por otro lado, los cristales de ciertos minerales pueden servir para producir elmismo efecto.

La interferencia se produce cuando la longitud de onda es mayor que las

dimensiones del objeto, por tanto, los efectos de la difracción disminuyen hastahacerse indetectables a medida que el tamaño del objeto aumenta comparado conla longitud de onda.

En el espectro electromagnético los Rayos X tienen longitudes de onda similares alas distancias interatómicas en la materia. Es posible por lo tanto utilizar ladifracción de rayos X como un método para explorar la naturaleza de la estructuracristalina. La difracción producida por una estructura cristalina verifica la ley deBragg. 

Debido a la dualidad onda-corpúsculo característica de la mecánica cuántica es

posible observar la difracción de partículas como neutrones o electrones. En losinicios de la mecánica cuántica este fue uno de los argumentos más claros a favorde la descripción ondulatoria que realiza la mecánica cuántica de las partículassubatómicas.

Como curiosidad, esta técnica se utilizó para intentar descubrir la estructura delADN, y fue una de las pruebas experimentales de su estructura de doble hélicepropuesta por James Watson y Francis Crick en 1953. 

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Dispersión 

En 1971, el científico Inglés, Lord Rayleigh explicó la dispersión de la luz. Ladispersión de partículas más pequeñas que una longitud de onda es ahorallamada la dispersión Rayleigh.

El aire está lleno de miles de moléculas de nitrógeno y oxígeno. Estas moléculasestán diseminadas aleatoriamente. Los fotones de luz pueden cambiar estasmoléculas en una oscilación. Cuando esto sucede, las moléculas absorberán yemitirán fotones. Los fotones emitidos son dispersados de una manera aleatoriapor la colocación casual de las moléculas mismas.

La luz, que está más cerca de la parte electromagnética del espectroelectromagnético, se dispersará más abiertamente que la luz que está cerca de laparte infrarroja del mismo espectro. Esto es porque las moléculas de nitrógeno y

oxígeno tienen frecuencias naturales que son usadas en la zona ultravioleta.Mientras más cercana sea la frecuencia a la frecuencia natural del objeto, laamplitud de oscilación será más larga. Como la frecuencia de la luz se aproxima ala frecuencia UV (esto significa colores como el azul o el violeta), la amplitud deoscilación será más grande, y los fotones será dispersados más ampliamente.

De este modo, el cielo por ejemplo, parece ser azul porque cuando la luz blancadel sol es dispersada, el color azul se dispersa más. No parece ser violeta, porqueno hay mucha luz violeta en la luz solar. El lado rojo del espectro puede viajar através de la atmósfera más lejos porque no se dispersa mucho.

Pero el cielo no siempre es azul. Por momentos, durante el amanecer o el ocaso,el cielo parece ser rojizo. Esto se debe a que los rayos del sol se aproximan a latierra en ángulos más cercanos a la atmósfera y tienen más moléculas por las quepenetrar. La luz azul se dispersa muy lejos, y las luces roja y anaranjada son lasúnicas que pueden pasar a través de la atmósfera.

La dispersión también nos ayuda en cada día de nuestra vida. En ciertas épocasdel año, conducir un auto se vuelve muy difícil bajo condiciones climáticas queimpiden la visión. Una de estas condiciones climáticas es la neblina.

Las luces intensas de un auto no trabajan muy bien en presencia de neblinaporque la luz se refleja en las partículas de agua y regresan hacia el vehículo delcual provienen.

Usando el concepto de dispersión, las luces antiniebla han sido desarrolladas porlos fabricantes de automóviles para solucionar esta situación. Sabemos que la luzen frecuencias cercanas a la parte ultravioleta del espectro electromagnético se

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dispersará más ampliamente. En la neblina, se necesita una luz que sea capaz depenetrar a través de las partículas de agua y sólo las longitudes de onda máslargas pueden hacerlo. Las luces antiniebla emplean una fuente de luz naranja(una de las de longitud de onda más grande) para penetrar a través de estaspartículas. La luz roja no es usada porque la luz roja no ilumina lo suficiente como

para servir como luz para visibilidad.

Polarización

¿Qué ocurre cuando una fuente común de luz pasa a través de ciertos cristales?

Los átomos en un cristal están acomodados en un gran número de canalesparalelos. La luz pasa a través de ambos cristales cuando sus canales sonparalelos, pero se cortará completamente si los canales están cruzados.

Un sólo cristal entonces mantendrá atrás todas las vibraciones excepto una que

está alineada con su propia fibra. Una fuente de luz cuyas vibraciones son de estemodo confinadas en una dirección, se denomina polarizador plano.

Esta experiencia también nos muestra que las ondas de la luz son traversas. Laonda longitudinal no puede ser polarizada.

Una invención de un físico llamado Nicol puede ser usada para producir ydetectar la luz polarizada. Este dispositivo se conoce como el prisma Nicol. Elprisma se coloca en el frente de la fuente de luz y es rotado. Si la fuente de luz esplana, polarizada la luz que se ve a través del prisma Nicol, varía en intensidad y

nada pasa a través del prisma en cierta posición y el brillo del camino.La luz polarizada puede ser usada para encontrar simplemente cómo la fuerza dela luz se distribuye en las partes de una maquinaria. Un modelo de una parte estáhecho de plástico y sujetado al tipo de fuerza. Cuando se ve por la luz polarizada,aparecen bandas de colores que muestran exactamente dónde se ejerce la fuerzaen la pieza.

Otra aplicación de este prisma es el sacarímetro. Un sacarímetro es el instrumentopara medir la concentración de azúcar. Debido a la estructura molecular delazúcar, estas soluciones rotan el plano de polarización de la luz plana polarizadamientras pasa la luz a través de ellas. La rotación del plano de polarizacióncuando la luz incidente es puede ser vista a la derecha (sentido horario) o a laizquierda (sentido anti horario).

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Realización de la Práctica

1.- La luz se puede representar como un fasor

Im

1 Re 2+i

2

Medio 1 haz de luz Medio 2

Refracción Frontera

Luz Luz transmitida

Luz reflejada Luz desviada

Luz que rodea

2.- Ondas electromagnéticas Luz

 

Para tener una Tx total se debe cumplir la condición de   Acoplamiento o ecualización

 

Interfase Circuito general 

 

Acoplamiento

Diversos medios en los que se propagan una onda electromagnética sean iguales

Un medio se describe, por una propiedad llamada impedancia  

 

Tx L

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Reactivo Im, Resist. Re ImH, E

React Re

 

Interfase Frontera o interfase

 

 

Ondas electromagnéticas tiene propiedades parecidas a la de la luz1. Reflexión2. Refracción3. Difracción converge4. Transmisión5. Convergencia

6. Divergencia

Lente TransmitidaReflexión

Foco Desviada

Refracción

Gen Trans Carga

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Transmisión =1 m1

a)Formas que se pusieron el prisma

Transmisión.= 1mA

b)

Transmisión.= 2mA 

c)

Transmisión=0.5mA

mA dc

0 1 2 3 4 5

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c)

Transmisión.= 2mA

e)

Transmisión =0.1mA 

Reflexión interna total frustrada

El fenómeno denominado reflexión interna total (RIT) puede darse cuando una onda planapasa de un medio ópticamente denso a otro menos denso. Aunque la óptica geométricapredice que la reflexión interna total ocurre en la superficie que separa los dos medios, loque sucede en realidad es que la onda se propaga una cierta distancia en el interior delmedio menos denso y acaba reflejándose y volviendo al medio más denso después derecorrer una cierta distancia paralela a la superficie . Este efecto puede ser representadopor un desplazamiento D del haz reflejado, denominado desplazamiento de Goos-Hänchen.

Esquema ilustrativo de una onda electromagnética experimentando reflexión total internaen un prisma. La distancia D paralela a la superficie a través del aire representa el

desplazamiento de Goos-Hänchen.

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Esquema del montaje experimental mostrando los prismas y la separación a través de lacapa de aire de ancho d. La distancia D paralela a la superficie en aire representa el

desplazamiento de Goos-Hänchen. z es la distancia desde la punta del prisma al eje centraldel emisor.

Si otro medio de índice de refracción n1 (es decir, del mismo material que el primermedio) se sitúa a una pequeña distancia d del primer medio como se muestra en lasegunda figura, se observa que hay efecto túnel de la onda electromagnética a través delsegundo medio (el aire en este caso) hacia el otro prisma. Este curioso fenómeno seconoce como reflexión interna total frustrada (RITF). La intensidad de la onda transmitida,

It, decrece exponencialmente con la distancia d:

It= I0 exp (−2 γ d) 

donde I0 es la intensidad de la onda incidente y γ es: 

donde λ es la longitud de onda de la onda electromagnética EM en el medio 2 y n2 es el

índice de refracción del aire (asume que el índice de refracción del aire es 1.0).

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Cuestionario

1.- ¿Qué es reflexión?

La reflexión es el cambio de dirección de un rayo o una onda que ocurre en lasuperficie de separación entre dos medios, de tal forma que regresa al medioinicial. Ejemplos comunes son la reflexión de la luz, el sonido y las ondas en elagua.

2.- ¿Qué es refracción?

Es el cambio de dirección que experimenta una onda al pasar de un mediomaterial a otro. Solo se produce si la onda incide oblicuamente sobre la superficiede separación de los dos medios y si estos tienen índices de refracción distintos.La refracción se origina en el cambio de velocidad de propagación de la onda.

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3.- ¿Qué es difracción?

Se conoce como difracción a la curvatura que se produce en las ondas de luz,cuando pasan cerca del borde de un obstáculo o a través de pequeñas aberturas.

4.- ¿Qué es interferencia?

Es cualquier proceso que altera, modifica o destruye una onda durante sutrayecto en el medio en que se propaga. La palabra destrucción, en este caso,debe entenderse en el sentido de que las ondas cambian de forma al unirse conotras; esto es, después de la interferencia normalmente vuelven a ser las mismasondas con la misma frecuencia.

Conclusiones

Daniel: Basado en la óptica electromagnética, se concluye que existió una

transmisión de los rayos generados por el entrenador MWT 530 a través del solido(prisma de cera), lo cual se pudo presenciar en el amperímetro que permitía recibirlos rayos. El ángulo de posición del prisma influye mucho en dicha transmisión,notando que si queda una cara del prisma expuesta en frente del entrenador,dejará que la transmisión sea menor que si quedará una punta del prisma.También existe una pequeña refracción que no es posible notar con lainstrumentación utilizada.

Sergio: La óptica electromagnética se basa en el comportamiento de la luz la cualtiene diferentes tipos de fenómenos como la reflexión difracción refracción entreotros. Al igual que la luz estos fenómenos se pueden apreciar en las señales como

en este caso en un campo magnético. En el laboratorio analizamos dichosfenómenos ópticos electromagnéticos con un prisma y con un generador MWT-530 que al poner diferentes posiciones se medía la señal como pasaba y a quefenómeno correspondía. 

Joanna: Teniendo en cuenta los fenómenos de la óptica electromagnética(reflexión, refracción, difracción, interferencia, polarización y dispersión) sonaquellos que nos dispusimos a analizar a través del generador de rayos MWT-530y con la ayuda de un prisma de cera, así pudimos comprobar que existen dichosfenómenos observando el aumento o disminución de la corriente en el

amperímetro que era la señal que pasaba por ese prisma.

Alejandro: El estudio de la óptica electromagnética es muy importante para poderdescribir los diferentes fenómenos ópticos tales como reflexión, refracción,transmisión, etc., algunos de estos fenómenos fueron observados en esta prácticapor medio del generador de rayos MWT-530 y el prisma de cera, comprobandoque existía diferente corriente en cada uno de los casos, la cual era medida en elamperímetro. El principal fenómeno observado fue la transmisión, sin embargo

5/11/2018 PRÁCTICA NO. 2 ÓPTICA ELECTROMAGNÉTICA 1 - slidepdf.com

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también hubo presencia de reflexión y refracción que prácticamente eraimperceptible.

Bibliografía“Teoría Electromagnética principios y aplicaciones” Johnk, Carl T.Ed. LimusaMéxico 1981, Pág. 417-448

“Óptica” Hechy, Eugene3ra edición Ed. PearsonEspaña, 2003, Pág. 86-140

http://es.wikipedia.org/wiki/Analizador_de_espectro 

http://www.tav.net/audio/analizador_espectros.pdf 

http://www.electronicam.es/analizador_espectros.html