Índices de refracción

Universidad Nacional Autónoma de México Facultad de Ciencias Laboratorio de óptica Juan Alberto Jaimes Romero Índices de refracción
Resumen En el presente experimento se aprendió a usar dos métodos para determinar el índice de refracción, lo cual fue realizado exitosamente; en el primero esta inmerso el fenómeno de profundidad aparante que se observa cotidianamente, el segundo es algo mascomplejo que es el desplazamiento lateral que sufre un rayo al pasar por una placa plano paralela transparente. Para el primer experimento se midieron las distancias aparentes, reales y la distancia del observador al la superficie, con estos datos y conociendo la formula de snell obtuvimos el n del los materiales. Para el experimento segundo era indispensable obtener el desplazamiento lateral, y elángulo al cual incidía el haz de luz, con base en estos datos y la fórmula deducida de los principios de la óptica geométrica se obtiene el n del material, el cual debe tener forma placa plano paralela transparente. Introducción Cuando un rayo de luz incide en la interfase o frontera entre dos medios transparentes parte de la energía luminosa se transmite y parte se refleja. Desde la antigüedad se sabeque el rayo reflejado se dirige en una dirección tal que al ángulo de incidencia (definido por el rayo incidente y la dirección normal a la interfase) es igual al ángulo de reflexión: ley de la reflexión: θ r = θ i Es más, se sabe que las tres direcciones son coplanares; sin embargo, la relación entre la dirección del rayo transmitido y el rayo incidente fue más elusivo y hasta el siglo XVII seconoció correctamente. Esta es la famosa ley de la refracción o ley de Snell. Esta ley dice que el cociente de los senos de los ángulos de incidencia y el de refracción (definido de igual manera, el ángulo entre la normal y el rayo transmitido) es igual a una constante que depende del material de los medios 1 y 2 (Fig 1)

Fig. 1 índices de refracción Las constantes n1 y n2 se conoce con el nombrede índice de refracción y son una medida del grado de desviación que sufre un rayo al transmitirse de un medio a otro medio. Además de lo anterior, podemos decir que el índice de refracción da cuenta de una gran diversidad de fenómenos en los que la luz es la protagonista central. Debido a ello su conocimiento es de fundamental importancia para un correcto conocimiento de la óptica, por un lado,además de que nos permite caracterizar materiales, por el otro. Objetivos Aprender a utilizar un método para medir el índice de refracción de una sustancia transparente, ya sea en estado líquido o sólido. Utilizar el método aprendido para obtener el índice de refracción de las siguientes sustancias: • Vidrio, Lucita, Agua, Glicerina y dos sustancias que se te darán en clase. Experimento 1 En unahoja blanca dibujamos una marca, colocamos un bloque de lucita; enseguida colocamos un microscopio micrométrico. Enfocamos el microscopio sobre la cara superior del bloque y tomamos lectura de la posición (L₁), después enfocamos a través del bloque y tomamos nuevamente lectura de la posición (L₂) , finalmente quitamos el bloque y enfocamos nuevamente a la marca anotando esa lectura (L₃). de estaforma la profundidad real ésta dada por Profundidad real=L1−L3 y la profundidad aparente por Profundidad aparente=L1−L2 Donde Profundidad real n= Profundidad aparente Repetimos este proceso para el agua, la glicerina, el vidrio, el alcohol y la lucita; y medimos su índice de refracción. Resultados Los datos obtenidos para cada sustancia se muestran a a continuación:

Medida\Sustancia L1 L2 L3 nexperimental n del libro e internet

Lucita Vidrio Agua Gliserina Alcohol Aceite 6.7 2.1 5.6 4.7 4.2 4.4 3.2 1.7 2.5 2.5 2.2 2.4 1.5 1.5 1.4 1.4 1.4 1.4 1.486 1.500 1.355 1.500 1.400 1.500 1.51 1.52 1.333 1.473 1.36 1.46

Tabla 1. Indices de refracción experimentales Análisis Los resultados obtenidos experimentalmente se compararon con los siguientes obtenidos de Optics de Hetch* y Wikipedia **,...