Disco de Hartl




FÍSICA I





TRABAJO PRÁTICO






Tema:

Disco de Hartl




Comisión: “A” Ingeniería Mecánica 1º

Profesor: Lorena Kowalkowski





2012
Objetivo:

El objetivo de este práctico se baso en la comprobación de las leyes de la reflexión y la refracción para poder así estudiar las leyes de la luz en un prisma y poder determinar el índice de refracción delmismo.

Instrumental utilizado:

Fuente Láser de He – Ne.
Plataforma circular con escala de 360º.
Disco de acrílico – conocido como de Hartl -.

Se utilizará el disco de Hartl y una fuente de luz láser para comprobar las leyes básicas de la óptica geométrica. Este disco está construido con un semicírculo de material acrílico transparente apoyado sobre una plataforma circular que puede girar.Sobre la misma se ubica una escala angular graduada entre 0º - 360º.
Con estos elementos vamos a realizar las siguientes actividades.

Fundamentos teóricos:
La refracción es el cambio de dirección que experimenta una onda al pasar de un medio material a otro. Sólo se produce si la onda incide oblicuamente sobre la superficie de separación de los dos medios y si éstos tienen índices derefracción distintos. La refracción se origina en el cambio de velocidad que experimenta la onda. El índice de refracción es precisamente la relación entre la velocidad de la onda en un medio de referencia (el vacío para las ondas electromagnéticas) y su velocidad en el medio del que se trate.
Un ejemplo de este fenómeno se ve cuando se sumerge un lápiz en un vaso con agua: el lápiz parece quebrado.También se produce refracción cuando la luz atraviesa capas de aire a distinta temperatura, de la que depende el índice de refracción. Los espejismos son producidos por un caso extremo de refracción, denominado reflexión total.
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 incideperpendicularmente en la superficie. Esta desviación en la dirección de propagación se explica por medio de la ley de Snell. Esta ley, así como la refracción en medios no homogéneos, son consecuencia del principio de Fermat, que indica que la luz se propaga entre dos puntos siguiendo la trayectoria de recorrido óptico de menor tiempo.





Ley de snell
La relación entre el seno del ángulo deincidencia 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 de incidencia es igual al producto del índice de refracción del segundo medio por el seno del ángulo de refracción. Donde: n1 = índicede refracción del primer medio, θ1= Ángulo de Incidencia, n2 = índice de refracción del segundo medio y θ2 = ángulo de refracción.







Descripción de la experiencia:

Primero, se debe posicionar el haz de luz láser frente a la parte plana de la pieza de acrílico en el centro de giro, donde el punto de incidencia del rayo ha de ser exactamente el centro del disco de Hartl, y donde nodebe haber desviación del rayo luminoso. Luego se medirán, en la escala graduada, el ángulo del rayo reflejado (r) y el del transmitido (t) para diferentes valores del ángulo de incidencia i que se obtienen mediante el giro de la plataforma circular y sin mover el disco.

Primera parte

Con estos valores hallados se procederá:
- Comprobar la 1ª Ley de Snell.
- Calcular el índice derefracción del acrílico con la ayuda de la 2ª Ley de Snell:
n1.sen i = n2.sen t
donde n1 y n2 son los índices de refracción del aire y del material acrílico respectivamente.
Para obtener un valor de (n2/n1) se hace una tabla de sen i versus sen t. Luego se grafica sen i versus sen t, y se calcula la pendiente de una regresión lineal que pase por el origen de coordenadas....