Laboratorio Fisica

PRÁCTICA 7
LEYES DE REFLEXIÓN Y REFRACCIÓN

FISICA II


MEDELLIN

OCTUBRE 11 DE 2011
UNIVERSIDAD EAFIT

INTRODUCCION

OBJETIVOS
Medir los ángulos de incidencia, reflexión y refracción de un rayo de luz, utilizando un disco óptico.
Determinar experimentalmente el índice de refracción de un medio, con base en el concepto de ángulo crítico y la aplicación de la Ley de Snell.

Teoría1. Leyes de Reflexión y Refracción
Cuando un rayo de luz incide sobre la superficie que separa dos medios diferentes, llamada interfase, una parte de la luz se refleja sobre la superficie, como si rebotara, y la luz restante se transmite al otro medio.
La Figura 1 muestra los rayos incidentes (i), reflejado (r) y transmitido (t). Estos rayos forman con la línea normal (perpendicular a lainterfase en el lugar en donde incide la luz) los ángulos i (de incidencia), r (de reflexión) y t (de transmisión), respectivamente.
Figura 1: Ángulos de incidencia (), de reflexión () y de transmisión (), vistos en tres y dos dimensiones.

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La experiencia muestra que:
1.1. Los rayos incidente, reflejado y transmitido, y la líneanormal están sobre un mismo plano.
1.2. El ángulo de incidencia es igual al ángulo de reflexión:

(1)

1.3. Entre los ángulos de incidencia y transmisión existe una relación, llamada Ley de Snell, dada por:

(2)
en donde y son constantes conocidas como los índices de refracción de los medios 1 y 2, respectivamente.
1.4. Si los ángulos , y se midieran respecto ala interface y no respecto a la normal, ¿se escribirían del mismo modo las leyes (1) y (2)? Explique.
La ley (1) si se escribiría igual debido a que la relación entre el ángulo i y el ángulo r es el mismo con respecto a la normal, si se tomara con respecto a la interface serie el complemento dando como resultado que ambos ángulos también son iguales.
a ley (2) también se cumpliría puesto que sies una relación donde los senos que se tomaban antes con respecto a la normal cambian a ser senos con respecto a la interface siendo a su vez el ángulos complementarios ya sea para el ángulo i o el ángulo r, cumpliendo la ley

1. Reflexión Total Interna y Ángulo Crítico
Según la Ley de Snell, si:
, entonces
Observe que, como en la Figura 2, a medida que el ángulo de incidencia aumenta, elángulo de transmisión se aproxima cada vez más a un ángulo recto. Existe un ángulo de incidencia, llamado ángulo crítico , tal que . Se demuestra que:
(3)
Esto significa que, cuando , la luz incidente no logra pasar al otro medio (), observándose únicamente la luz reflejada en la interfase. Este fenómeno se conoce como Reflexión Total Interna.

2.1 ¿podría darse una reflexión totalinterna si ? Explique.
Si n1>n2 entonces θi>θt, por lo cual a medida que el ángulo de incidencia aumenta el ángulo de transmisión se acerca mas a un a cero, lo cual no tendría sentido porque nunca ocurriría, por consiguiente no se puede dar una reflexión total interna si

Figura 2: Ángulo crítico y reflexión total interna.
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Equipo0 Láser.
1 Disco óptico y pinzas de sujeción.
2 Semicilindro de acrílico.
3 Semicilindro hueco con paredes de acrílico.
4 Trapezoide de acrílico (Prisma Dove).
5 Bases, nueces y varillas.

PROCEDIMIENTO E INFORME
2. Alineación del sistema
Realice el montaje de la Figura 3, teniendo en cuenta que:
* El rayo láser y la superficie del disco deben estar aproximadamentesobre un mismo plano horizontal.
* El rayo debe pasar sobre el centro del disco, manteniéndose a una misma altura respecto a su superficie.
Figura 3: Ejemplo del montaje.
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3.5. ¿Cómo podría verificar en la práctica la debida alineación de este montaje? Piense en dos formas posibles cuando.

Cuando el ángulo de incidencia y...