Óptica geométrica

Índice

Objetivos 3
Marco Teórico 4
Equipo: 5
Procedimiento: 5
Datos y Gráficas 7
Análisis de Resultados 11
Conclusiones 12
Bibliografía 13

Objetivos

• Objetivos Generales
1. Estudiar el comportamiento físico de los rayos luminosos al reflejarse en espejos planos.
2. Estudiar el comportamiento físico de los rayos luminosos al refractarse en lentes.
3. Demostrarexperimentalmente las leyes de la reflexión y refracción de la luz.

• Objetivos Específicos
1. Demostrar experimentalmente las leyes de la reflexión y refracción de la luz.
2. Determinar el índice de refracción de uno o más lentes.


Marco Teórico
La luz es la energía electromagnética radiante que puede ser percibida por el ojo humano. En un sentido más amplio, el término luz incluye el rango enterode radiación conocido como el espectro electromagnético. La luz se define como la superposición de un gran número de ondas cuya vibración eléctrica está orientada al azar. Esta posee dos fenómenos la reflexión y la refracción.

Reflexión de la luz: es el cambio de dirección de un rayo o una onda que ocurre en la superficie de separación entre dos medios, de tal forma que regresa al medio inicial.Ejemplos comunes son la reflexión de la luz, el sonido y las ondas en el agua.

Leyes de la reflexión de la luz
Cuando la superficie reflectante es muy lisa ocurre una reflexión de luz llamada especular o regular.
• El rayo que incide, el rayo reflejado y la normal con relación a la superficie de reflexión en el punto de incidencia, deben estar en el mismo plano (mismo medio).
• El ánguloformado entre el rayo que incide y la normal es igual al ángulo que existe entre el rayo reflejado y la misma normal.
θi = θr


Refracción de la luz: se produce cuando la luz pasa de un medio de propagación a otro con una densidad óptica diferente, sufriendo un cambio de rapidez y un cambio de dirección si no incide perpendicularmente en la superficie. Esta desviación en la dirección depropagación se explica por medio de la ley de Snell.

Leyes de la refracción de la luz
La relación entre el seno del ángulo de incidencia y el seno del ángulo de refracción es igual a la razón entre la velocidad de la onda en el primer medio y la velocidad 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 deincidencia 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, θi= Ángulo de Incidencia, n2 = índice de refracción del segundo medio y θr = ángulo de refracción.



Índice de refracción
El índice de refracción de un medio homogéneo es una medida que determina la reducción de la velocidad de la luzal propagarse por un medio. De forma más precisa, el índice de refracción es el cambio de la fase por unidad de longitud, esto es, el número de onda en el medio (k) será n veces más grande que el número de onda en el vacío (k0).
Se denomina índice de refracción al cociente de la velocidad de la luz en el vacío y la velocidad de la luz en el medio cuyo índice se calcula. Se simboliza con la letran y se trata de un valor adimensional.

Donde:
c: la velocidad de la luz en el vacío
v: velocidad de la luz en el medio cuyo índice se calcula (agua, vidrio, etc.).

Algunos índices de refracción de distintos materiales
Material Índice de refracción
Vacío y Aire 1
Agua (20ºC) 1,333
Hielo 1,309
Diamante 2,417
Acetona 1,36

Equipo:
Cantidad Descripción
1 Equipo de óptica
1 Diodoláser
1 Transportador

Procedimiento:
Parte A: Reflexión de la luz

• Medición del ángulo de reflexión
1. Coloque el círculo HARTLE sobre la lámina acrílica imantada.
2. Coloque un espejo plano sobre el círculo, ubicándolo en el centro del mismo.
3. Encienda el diodo láser.
4. Haga que el rayo de luz incida sobre el espejo formando un ángulo de “i” de 60°.


5. Mida el ángulo de...