REFLEXION Y REFRACCION DE ONDASCamilo Camacho, Sergio Roa, Yuly Contreras.

Objetivo General

Comprobar de forma experimental el fenómeno de reflexión y refracción de la luz.

Objetivos específicos.

1. Analizar las diferencias entre los ángulos de refracción y reflexión que se generan con un onda; variando el medio en el que se propaga.

2. Determinar el porcentaje de error entre los cálculos teóricos y lo experimental.

Materiales

1. Agua 2. Laser3. Papel milimetrado 4. Recipiente Circular 5. Glicerina6. Alfiler 7. Transportador8. 2 espejos planos

Marco Teórico

REFRACCION: La refracción es el cambio de dirección que experimenta una onda al pasar de un medio material a otro. Solo se produce si la onda incide oblicuamente sobre la superficie de 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 señalada. (figura 1)

Leyes de Refracción

1. El rayo de la onda incidente y el rayo de la onda refractada forman un plano que es perpendicular a la superficie de separación entre los medios en el punto de incidencia.

2. El ángulo que forma el rayo refractado con la normal, llamado ángulo de refracción, está relacionado con el ángulo de incidencia por una fórmula denominada ley de Snell, en honor a su descubridor, el físico neerlandés Willebrord Snell (1580 1626).‐ Expresada matemáticamente, esta ley indica que:

n1∗senθi=n2∗senθr

Donde n1yn2 son los índices de refracción de los dos medios separados. El índice de refracción de un medio se calcula por el cociente de la velocidad de la luz en el vacío y la velocidad de la onda en ese medio n=c /θ.

REFLEXION: La reflexión es el cambio de dirección de una onda, que al estar en contacto con la superficie de separación entre dos medios cambiantes, regresa al punto donde se originó. Ejemplos comunes son la reflexión de la luz, el sonido y las ondas en el agua. (figura1)

Leyes de Reflexión

1. Cada rayo de la onda incidente y el rayo correspondiente de la onda reflejada están contenidos en un mismo plano, que es perpendicular a la superficie de separación entre los dos medios en el punto de incidencia.

2. Los ángulos que forman el rayo incidente y el rayo reflejado con la recta perpendicular a la frontera (Normal) son iguales. Estos ángulos se conocen, respectivamente, como ángulo de incidencia y ángulo de reflexión. Es decir:

θ i=θ r

Figura 1.Representacion de los rayos en un plano de incidencia

PROCEDIMIENTO

REFRACCION

1. Ubique la hoja de papel milimetrado sobre la base proporcionada en el laboratorio. Sobre la hoja de papel dibuje un sistema coordenado (x,y), como se muestra en la figura 3.

2. Ubique el recipiente plano circular de acrílico, de‐ tal forma que su centro coincida con el punto (0,0) del sistema coordenado y la cara plana con el eje x, , llénelo de agua (que no rebose), como lo indica la figura 2.

3. Ubique un alfiler en el punto (0,0) a este punto llámelo el punto O (sin modificar la posición del semicilindro de acrílico), el punto O debe coincidir con el centro del semicírculo de acrílico.

4. Haga incidir el laser en el punto (0,0), formando un ángulo de 10º con la normal y ubique un alfiler en la dirección del haz de luz. Este punto de coordenadas (x,y) llámelo el punto A. El eje Y es normal a la cara plana del semicilindro, entonces tómelo como NORMAL a la superficie de incidencia del haz. El segmento AO es el rayo incidente. Este segmento con la normal forman el ángulo de incidencia θi=10 °, registre este ángulo en la tabla 1.

5. El haz del lado contrario al haz incidente, es la luz reflejada. Ubiqué un alfiler en esa dirección y a este punto de coordenadas (x, y) llámelo B. El segmento OB es el rayo reflejado. Este segmento con la normal forman el ángulo de reflexión θr , registre este ángulo en la tabla 1.

6. En la posición por donde sale el rayo en la cara semicircular, ubique un alfiler. Este punto de coordenadas (x, y) llámelo C. El segmento OC es el rayo refractado. Este segmento forma

el ángulo de refracción θR medido desde la normal a la superficie plana del semicírculo, registre este ángulo en la tabla 1.

Tabla 1. Refracción Aire-AguaANGULO INCIDENTE ANGULO DE REFLEXION ANGULO DE REFRACCION1020304050607080

7. Repita el procedimiento para ángulos de: 20º, 30º, 40º, 50º, 60º, 70, 80º. Registre los ángulos en la tabla 1.

8. Para el ángulo de incidencia que observo mejor la refracción, adicione lentamente sal (homogenizando la mezcla) y tome nota acerca del comportamiento del rayo refractado.

9. Repita los pasos 1 al 7 llenando el semicilindro con glicerina o alcohol y registre los datos en la tabla 2.

Tabla 2. Refracción glicerina-AguaANGULO INCIDENTE ANGULO DE REFLEXION ANGULO DE REFRACCION1020304050607080

REFLEXION

1. Coloque los espejos formando diferentes ángulos entre ellos y cuente el número de imágenes que se forman a partir de una imagen ; recordando que

N=360α

−1

Tabla 3. Reflexión de imágenes a partir de espejos

Angulo (α) N° de imágenes practicas N° de imágenes teóricas180150120906030

BIBLIOGRAFÍA

1. F. Vivas. (Sf). Laboratorio de Oscilaciones y Ondas. Refracción de la luz. Pag.37. Tomado de la página: http://fisica.ru/dfmg/teacher/archivos_lab/Manual.pdf

2. Sn. (sf). Prácticas de Física II. Reflexión y Refracción de la luz. Pag.30. Tomado de la página: http://www.uaa.mx/direcciones/dgdp/escuelas/descargas/manuales/MANUAL_ PRACTICAS_FISICA_II.pdf