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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL NORDESTEFACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y NATURALES Y AGRIMENSURA
ASIGNATURA: Electricidad, Magnetismo, Óptica y Sonido
TURNO: Martes 10.30 - 12.30
COMISIÓN: 5
GRUPO: GL - Q2
ALUMNAS:
Bobis, Cinthia Soledad
Espín, Carla
Pereyra, Cinthia
Rogido, Yanina
PROFESOR: Ponce, Ariel
AÑO: 2011
FECHA: 11 de Octubre de 2011
GONIÓMETRO
OBJETO DE LA EXPERIENCIA:Determinar el índice de refracción de un prisma mediante el ángulo de refringencia y de desviación mínima.
FUNDAMENTOS TEÓRICOS:
Reflexión y refracción:
En general, cuando una onda luminosa incide en una interfaz lisa que separa dos materiales transparentes (como aire y vidrio o agua y vidrio), parte de la onda se refleja y parte se refracta (transmite) en el segundo material como se muestra en lafigura.
fig. 1: una onda plana se refleja en parte, y en parte se refracta, en la frontera entre dos medios.
REFLEXIÓN:
Cuando un rayo de luz que viaja en un medio encuentra una frontera que conduce a un segundo medio, parte de la luz incidente se refleja. Los rayos reflejados sobre una superficie reflectora lisa son paralelos entre sí. La dirección de un rayo reflejado está en el planoperpendicular a la superficie reflectora que contiene el rayo incidente. La reflexión de la luz a partir de dicha superficie lisa recibe el nombre de reflexión especular.
fig. 2: reflexión especular.
Si la superficie reflejante es rugosa la superficie refleja los rayos no como un conjunto paralelo sino en varias direcciones. La reflexión en cualquier superficie rugosa se conoce como reflexión difusa.fig. 3: reflexión difusa.
Una superficie se comporta como una superficie lisa siempre que las variaciones en la misma sean más pequeñas que la longitud de onda de la luz incidente.
Si se considera un rayo de luz que viaja en el aire y que incide a cierto ángulo sobre una superficie plana y lisa los rayos incidente y reflejado forman ángulos θa y θr, respectivamente, donde los ángulos esténmedidos desde la normal a los rayos. (La normal es una línea dibujada perpendicular a la superficie en los puntos donde los rayos incidentes golpean). Los experimentos y la teoría demuestran que el ángulo de reflexión es igual al ángulo incidente:
θr=θaTal relación se llama ley de la reflexión.
REFRACCIÓN:
Cuando un rayo de luz que viaja a través de un medio transparente encuentra una frontera quelleva a otro medio transparente parte del rayo se refleja y parte entra al segundo medio. La parte que entra al segundo medio se dobla en la frontera y se dice que se refracta. El rayo incidente, el rayo reflejado y el rayo refractado se encuentran en el mismo plano.
El índice de refracción de un material óptico (también conocido como índice de refringencia), que se denota con n, es la razón de larapidez de la luz c en el vacío respecto a su rapidez v dentro del material.
n=cv La luz siempre se propaga más lentamente dentro de un material que en el vacío, por lo que el valor de n en cualquier medio que no sea el vacío siempre es mayor que la unidad. En el vacío, n = 1. Dado que n es la razón entre dos valores de rapidez, es un número puro sin unidades.
Para luz monocromática, y dado unpar de materiales, a y b, en lados opuestos de una interfaz, la razón de los senos de los ángulos θa y θb, donde ambos ángulos se han medido desde la normal a la superficie, es igual a la razón inversa de los índices de refracción:
sinθasinθb=nbnaO
nasinθa=nbsinnbEste resultado experimental, junto con la observación de que los rayos incidente y refractado, así como la normal, yacen todos en elmismo plano, se llama ley de refracción o ley de Snell.
Una propiedad importante del índice de refracción n es que, para un material dado, el índice varía con la longitud de onda de la luz que pase por el material.
Se puede considerar lo que ocurre cuando incide luz en un prisma. Un rayo de luz incidente de una sola longitud de onda sobre el prisma emerge refractado de su dirección original de...