ndice de refracci n del agua 2 2 q 1


UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO

FACULTAD DE QUÍMICA

LABORATORIO DE FUNDAMENTOS DE ESPECTROSCOPÍA

PROFESORA:

SEMESTRE 2015-2

PRACTICA 5: ÍNDICE DE REFRACCIÓN DE LÍQUIDOS

INTEGRANTES:


FECHA DE ENTREGA: 27-03-15






I.- OBJETIVOS:

* Realizar algunas modificaciones a la ley de Snell para hacer una aproximación que permita calcular el índice de refracción del agua.
*Comprobarque se cumplen las leyes de reflexión y refracción de la luz y que la trayectoria seguida por ésta cumple con el principio de Fermat y con la ley de propagación rectilínea de la luz.
II.- HIPÓTESIS.

La luz sufre una desviación de su trayectoria normal al pasar del aire al agua, por lo cual la altura a la que se difracta en el frasco vacío y cuando éste está lleno debe ser distinta.III.-MATERIAL Y EQUIPO.
Nombre
Regla de metal

Marca
-----

Modelo
-----

Unidad
Centímetros

Escala máxima
30cm

Escala mínima
0.1cm

Tipo de instrumento
analógico

Incertidumbre
+/- 0.1cm




Nombre
Frasco vial.

IV.-DESARROLLO EXPERIMENTAL:

Montaje del equipo
*Se colocó el láser en un soporte universal, con el fin de tener una trayectoria única de la luz, y no mover demasiado el sistema de trabajo.
*Elvial fue colocado debajo del láser.
*Las mediciones efectuadas consistieron en hacer incidir un rayo láser sobre el vial, y registrar la altura a la cual se produjo la señal más intensa, posteriormente, el vial se llenó hasta el borde con agua de la llave (tomada del laboratorio), y se hizo incidir el rayo láser sobre el vial lleno de agua, igualmente se registró la altura en la que se visualizóla señal más intensa del láser.
Esquemáticamente se representó el experimento mediante la figura 1, en ella es posible observar cuáles fueron las mediciones efectuadas, E es el rayo láser incidente sobre el vial, el cual se refracta en el punto F cuando éste está vacío y proporciona una determinada altura h´, una vez que el frasco contiene agua la refracción se da en el punto G y la alturacorrespondiente es h. φ es el ángulo de refracción, sin embargo los ángulos utilizados para el desarrollo experimental fueron pequeños por lo que no hubo necesidad de medirlos, las alturas


V.-RESULTADOS:
Tabla 1, resultados de los índices de refracción del agua obtenidos experimentalmente.
Altura en el “Vacío”
Altura en agua
Índice de refracción (n2)
*
Índice de refracción (n2´)
7.8cm±0.1cm6.1cm±0.1cm
1.3±0.1
1.278
8.3cm±0.1cm
6.4cm±0.1cm
1.3±0.1
1.296
8.5cm±0.1cm
6.5cm±0.1cm
1.3±0.1
1.307
*Se reportan los valores utilizando la resolución del instrumento de medición.
Tratamiento de datos
Los valores reportados en la tabla 1 se calcularon mediante la ecuación 4, en la discusión de resultados se plantea la forma en que se llegó a esta expresión.






Donde:
h´: es la altura medidacuando el rayo láser incide en el vial vacío
h: es la altura medida cundo el rayo láser incide en el vial lleno con agua
ni= índice de refracción en el vacío (1,000)
n2= índice de refracción del agua 7
El promedio obtenido de n2 fue 1.3±0.1
Cálculo del error porcentual






Tabla 2, error asociado a la medición de los valores obtenidos para el índice de refracción del agua en comparacióncon el valor teórico.
Índice de refracción
Experimental

Teórico
1.333
%Error calculado
2.5%

Tabla 3, Datos teóricos de la incertidumbre del índice de refracción del agua, consultada en la bibliografía.


VI.- DISCUSIÓN DE RESULTADOS.
Los datos obtenidos para el índice de refracción del agua fueron calculados a partir de la ley de Snell (ec 1), sin embargo, en ésta ecuación aparecen losángulos, los cuales no fueron medidos, por ello fue necesario realizar algunas modificaciones a esta expresión, para ello se despejó n 2 de la ecuación 1, resultando la ecuación 2, en la cual fue posible utilizar una relación trigonométrica, la cual al ser sustituida en 2 proporciona una forma de calcular el índice de refracción sin necesidad de utilizar el valor numérico de los ángulos, el cateto...