Determinación del índice de refracción. 1º física Unican.

DETERMINACIÓN DEL ÍNDICE DE REFRACCIÓN DE UN
PRISMA
7/11/2014

Resumen.
Se estudia, de manera experimental, la medida del índice de refracción de un
prisma de vidrio. Para realizar dicho estudio se mide la desviación que se produce
en un haz tras dos refracciones, obteniendo un valor que está directamente
relacionado con el índice de refracción. La base de la experiencia está en calcularα y 𝞭�,�este�aspecto�será�desarrollado�a�lo�largo�del�informe.

Fundamento Teórico.
Un prisma triangular es un poliedro formado por dos bases triangulares iguales y
paralelas, y 3 caras que unen los lados correspondientes (rectángulos). En óptica
un prisma es un material transparente que tiene al menos dos caras pulidas.
Un rayo que atraviese un prisma sufrirá dos refracciones, la deentrada y la de
salida. El fenómeno refracción está definido como: el fenómeno que se presenta
en un rayo sonoro o luminoso (en nuestro caso es el rayo luminoso) cuando incide
oblicuamente sobre la superficie de separación de dos medios, y en virtud del cual
el rayo cambia de dirección y velocidad. El motivo por el cual un rayo cambia de
dirección cuando cambia de medio es por el índice derefracción, este cambio se
debe a la distinta velocidad de la luz en distinto medio, cuanto mayor sea el índice
de refracción menor será la velocidad de la luz.

La fórmula que relaciona el índice de refracción con los ángulos formados en el
prisma es: (ecuación 1)
𝜹+𝜶
𝒔𝒆𝒏 (
𝟐 )
𝒏=
𝜶
𝒔𝒆𝒏 ( 𝟐 )
El índice de refracción depende de la longitud de onda de la luz incidente, por lo
tanto serádiferente dependiendo de la fuente de la luz.

Proceso Experimental.
Lo primero que realizamos antes de todo fue el encendido de la lámpara
espectral, dicha lámpara nos proporcionará una longitud de onda determinada.
Seguidamente enfocamos el ocular del anteojo del goniómetro (instrumento que
nos permitirá medir los ángulos) y con ayuda de un colimador (sistema que a
partir de un haz divergenteobtiene un haz paralelo) hacemos afocal el anteojo.
Ahora, con cuidado de no alterar el los enfoques y con el prisma colocado
correctamente sobre la platina, colocamos el anteojo en la dirección de la luz
reflejada por una de las caras, de forma que la rendija quede en el centro del
retículo y tomar la posición angular del anteojo (x1). Repetimos el mismo proceso
con la otra cara del prisma(x2). A través de la expresión (ecuación 2) 𝟐𝜶 = 𝒙𝟏 −
𝒙𝟐 calculamos 𝛼. Repetimos el proceso 5 veces y calculamos las variables que nos
𝟏

falten de la siguiente fórmula: (ecuación 3) 𝝈𝟐 = ( ) ∑(𝜶𝒊 − 𝜶�(𝒎𝒆𝒅𝒊𝒂))
𝑵
Para medir 𝛿 colocamos el prisma de forma que la luz entre por una de las caras
del diedro óptico. Observamos la luz refractada y centramos el retículo en la línea
espectral. Giramospoco a poco el prisma hasta encontrar la posición en donde se
produzca un cambio de sentido en el centro del retículo. Anotamos el valor de 𝛿1.
Repetimos la operación con la otra cara y anotamos 𝛿2. Calculamos 𝛿𝑚 a través
𝜹𝟏−𝜹𝟐
de la fórmula: (ecuación 4) 𝜹𝒎 =
𝟐
Repetimos el procedimiento 5 veces y hallamos las variables correspondientes de
la (ecuación 3).
Finalmente para calcular elíndice de refracción (n) utilizamos la ecuación 1,
utilizando los valores medios de 𝞭� y α.
Calculamos el error medio del índice de refracción.

Análisis y Resultados.
Según la (ecuación 2) tenemos
𝛼
X1
X2
56°8’
296°5’
60°1’
Tabla 1. Representación de los valores medidos y usados para calcular α.

Ángulo por la
Ángulo por la
Ángulo de
izquierda (𝞭�1)
derecha (𝞭�2)
desviación (𝞭�)46°25’
310°4’
48°10’
46°27’
309°21’
48°33’
46°11’
310°4’
48°11’
46°28’
310°5’
48°11’
46°29’
310°3’
48°13’
Tabla 2. Representación de los valores del ángulo de desviación obtenido a través
de: (ecuación 5)
2𝜹 = (𝜹𝟏 + 𝟑𝟔𝟎) − 𝜹𝟐
𝜹
α
n
60°1’
48°10’
1,6195
60°1’
48°33’
1,6234
60°1’
48°11’
1,6196
60°1’
48°11’
1,6196
60°1’
48°13’
1,6200
Tabla 3. Representación de...