Práctica No. 12 Reflexión y Refracción de la...

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Práctica No. 12Reflexión y Refracción de la Luz

M en A M del Carmen Maldonado Susano

Antecedentes

Leyes Básicas de la Óptica Geométrica

Primera Ley

•El rayo incidente, el rayo reflejado y lanormal a la superficie en el punto deincidencia son coplanares.

Primera Ley

•El ángulo de incidencia, el ángulode reflexión y el ángulo derefracción se mide con respecto ala normal.

Primera Ley

Segunda Ley

•Habla de la Ley de Snell

1 2i tn sen n sen

Tercera Ley


1

2

i

t

n

n

: índice de refracción del aire

: ángulo de incidencia

: índice de refracción del material

: ángulo de transmisión o refracción

Tercera Ley


= 1.00029índice de refracción del aire

= 1.49índice de refracción del acrílico

Tercera Ley

Fórmulas

tancos

i

t

i

dsen

e

Práctica No. 12

1. Seguridad en la ejecución

• Obtener los modelos gráfico y matemático delángulo de reflexión r en función del ángulo deincidencia i de un rayo de luz.

• Determinar los valores de los ángulos detransmisión t, a través de las mediciones de losángulos de incidencia i, el espesor e de unamuestra translúcida de paredes paralelas, y delas desviaciones laterales d correspondientes.

2. Objetivos

• Obtener los modelos gráfico y matemático del seno delángulo de transmisión sen t en función del seno delángulo de incidencia sen i en un medio translúcido.

• Determinar el índice de refracción de la placa de acrílicoempleada con base en el modelo matemático del incisoanterior y conociendo que los índices de transmisión delvacío y del aire son 1.0 y 1.00029, respectivamente.

2. Objetivos

3. Material y Equipo

fuente de láser

banco óptico

transportador angular con brazo móvil

porta-componentes estándar

pantalla con escala milimétrica espejo de superficie plana placa de acrílico calibrador con vernier

3. Material y Equipo

Experimento 1.Reflexión de la luz

16 de mayo de 2018

Actividad 1

Sobre el banco óptico, con la escala graduadahacia el frente (tira amarilla), coloque lafuente de láser sin encenderla.

De manera que su rayo apunte hacia la paredmás próxima.

Colocar sobre el banco óptico, a 20 cm

aproximadamente el láser.

El transportador angular y alinearlo con elbanco, en la dirección 0° y 180°.

Actividad 1

Medir la masa y la longitud de la

cuerda, para calcular la densidadlineal de la cuerda.

Actividad 1

Colocar sobre la mesagiratoria, del transportadorangular, el portacomponentesespecial (el de menor altura)con el espejo plano adherido.

Haga coincidir la línea dedirección 90° y 270° con elplano del espejo, a su vezquedando de frente al láser.

Actividad 2

Actividad 2

Encender la fuente de láser y verificar elalineamiento del transportador angular y delespejo.

Como el rayo de luz incide sobre el espejo con unángulo de cero grados

Determinar el ángulo con que se refleja.

Actividad 3

Girar 10° la mesa móvil del transportador, demanera que ahora el ángulo de incidencia i seade 10°.

Girar el brazo móvil del transportador angular enel cual colocamos la pantalla con escalamilimétrica para localizar el rayo reflejado por elespejo.

Determinar y registrar el ángulo de reflexión r.

Actividad 4

Continuar de la maneradescrita anteriormente paracada uno de los ángulos deincidencia indicados en laTabla de mediciones de lareflexión de la luz.

i ° r °

0

10

20

30

40

50

60

Actividad 5

i ° r °

0

10

20

30

40

50

60

Actividad 5

Experimento 2.Transmisión de la luz

Con la ayuda del calibrador con vernier medir elespesor e del acrílico y registrarlo.

e = _____________ [mm]

Actividad 6

Apagar la fuente de láser.

Retirar el porta-componentes especial con el espejo.

Colocar sobre la mesa giratoria la placa de acrílico.

Actividad 7

Girar el brazo móvil deltransportador hasta la dirección180°.

Encender la fuente de láser y centrarla pantalla cuando el rayo incide enel dígito 2.

Este número será nuestra referenciapara medir las desviaciones lateralesd, como se ve en la figura 5.

Actividad 8

Actividad 8

Girar la mesa del transportador angular, de tal forma que elángulo de incidencia sobre el acrílico sea 10°.

Medir la desviación lateral d que corresponde a dicho ángulohaciendo una estimación lo más exacta posible, como semuestra en la figura 6.

“d”

Actividad 9

Proceder como la actividad anteriorpara cada ángulo de incidenciaregistrando la desviación lateral dcorrespondiente en la tabla siguiente.

Actividad 10

Considerando como abscisas (variable independiente) losvalores de sen i y como ordenadas (variable dependiente) losvalores de sen t, dibuje el modelo gráfico y obtenga el modelomatemático de sen t = f(sen i).

Actividad 11

Actividad 11

M del Carmen Maldonado Susano

Modelo Gráfico


Modelo Gráfico

i

Modelo GráficoModelo GráficoModelo Gráfico


Para poder generar una recta,hacemos cambio de variable

isen


Modelo GráficoModelo Gráfico



isen

Modelo Gráfico


El índice de refracción

Modelo Gráfico


Modelo Matemático


Modelo Matemático

1

1 1 11

t isen m sen b

Calcular el valor de la pendiente (m) y de laordenada al origen (b) y sustituirlo en laecuación siguiente.

Fórmulas

tancos

i

t

i

dsen

e

x

x

cn

v

Fórmulas

PresentaciónM. del Carmen Maldonado Susano

FotosJuan Manuel Gil PérezÁlvaro Gámez Estrada

Edición


Profesores revisores:Luis Javier Acosta BernalEduardo Bernal Vargas

María Ofelia Rodríguez DuránLuis Andrés Suárez Hernández

Manuel Vacio González

Colaboración

Coordinador de FyQGabriel Alejandro Jaramillo Morales

Jefa de Academia de laboratoriosAntonia del Carmen Pérez León

Colaboración

Bibliografía

Manual de Prácticas de Física Experimental

Aguirre Maldonado ElizabethGámez Leal RigelJaramillo Morales Gabriel


Bibliografía

Física UniversitariaVolumen 1

Sears, Zemansky

Young, Freedman

Ed. Pearson Addison Wesley

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