Índice de refracción y ley de snell

2.-Objetivos:

 Determinar el índice de refracción de un medio transparente (Ej.: Acrílico)

 Verificar experimentalmente la Ley de Snell.

 Reconocer el fenómeno de reflexión total interna en un medio transparente.

3.- Teoría:

La velocidad de la luz en el vacío es de 3 x 108 m/s, y en el agua es de 2.26 x 108 m/s. Sin embargo, si la luz pasa a otro medio cambiará de rapidez y dedirección, lo que se llamará refracción.
El Índice de Refracción n de un medio representará la razón entre la rapidez de la luz en el vacío c y la velocidad de la luz en el medio v: n = c/v.
Al tener dos medios ópticos con índice de refracción distintos (n1 y n2), el haza de la luz definirá un ángulo de incidencia diferente también para cada medio (θ1 y θ2). A partir de estos datos sellegará a la Ley de Snell, que expresa la relación entre los ángulos de incidencia del haz luz, y los ángulos refractados del haz luz:

n1 sinθ1 = n2 sinθ2



NOTA: Si la luz pasara desde un medio con mayor índice de refracción al uno de menos índice, existirá un ángulo crítico θc de incidencia, fenómeno que se conocerá como Reflexión Total Interna.El ángulo de incidencia en que ocurrirá la reflexión total interna θc estará determinado por:

sin θc = n2 , con n1 > n2
n1

4.- Materiales y Método:

Materiales:
 Fuente Luminosa de 6 V.
 Riel, banco óptico.
 Papel de Coordenadas radiales y/o soporte circulargraduado.
 Semicilindro acrílico transparente.
 Lente semicilíndrico convergente.
 Ranura formadora de haz.

Montaje:

Se dispondrá el equipo como se muestra en la figura:



1.- En primer lugar, se llevará a cabo el primer experimento donde se pondrá la fuente luminosa de 6 V sobre un riel. Una vez encendida la fuente luminosa, se hará pasar su haz de luz entre las rejillas el cualdeberá coincidir con la línea normal del soporte circular graduado, y el centro geométrico del semicilindro que se ubicará primero con su lado plano hacia el haz. Además, se deberá verificar que el haz de luz que pasará por la normal emerja perpendicularmente a la cara curva del semicilindro. Posteriormente, se procederá a girar el disco graduado y se anotará el ángulo de incidencia que será mayor alde refracción cuando la luz pase del aire al acrílico, es decir, n1 n2), es decir:
n2 = sinθc x n1
Así tenemos que:
n2 = sin 43 x 1
n2 = 1.47 ± 0.01

3) Semejanzas:
- En ambas mediciones hay una refracción del haz de luz incidente.
- Se utilizó el mismo montaje para ambos experimentos.- Los medios de transición en ambos experimentos son los mismos.
- La fuente de luz disponible para ambos experimentos era de 6 V.
- Se ocuparon los mismos intervalos de ángulos (cada 5 grados).

Diferencias:

EXPERIMENTO 1 EXPERIMENTO 2
El haz de luz pasa del aire al acrílico. El haz de luz pasa del acrílico al aire.
El ángulo de refracciónes menor que el ángulo de incidencia. El ángulo de refracción era mayor que el de incidencia.
No se pudo comprueba el fenómeno de la dispersión de la luz. Se comprueba el fenómeno de dispersión de la luz, es decir, que las distintas longitudes de onda que componen el haz de luz, recorren diferentes distancias cuando la interface es convexa.
No se observa un ángulo crítico. Existe un ángulocrítico (θc) que se forma a los 43°.
La distancia entre la fuente de luz y el acrílico es más lejana (el haz de luz toca la cara plana del acrílico y sale por la cara cóncava). La distancia entre la fuente de luz y el acrílico es más cercana (el haz de luz toca la cara convexa del acrílico y sale por la cara plana.

4) El grosor del haz de luz aumenta debido al Fenómeno de la Dispersión. Esto...