Reflección y refracción
Páginas: 6 (1489 palabras)
Publicado: 26 de noviembre de 2011
TP 1: REFLEXIÓN Y REFRACCIÓN
Daniela Navalesi, Florencia Otegui, Ana Sota
RESÚMEN
Se realizó un ensayo en donde se buscaba observar y entender las leyes de la refracción y la reflexión, utilizando un láser, y haciendo pasar el haz de luz a través de un material transparente. De esta forma de observó el comportamiento de un haz de luz al atravesar una interfaz entre dos mediostransparentes.
Se pudo observar que para cada ángulo de incidencia, los ángulos refractados, como era de esperarse, se desviaban del ángulo. Se pudo determinar el índice de refracción del material aplicando la Ley de Snell, dando éste un valor experimental de ( = 1,4845 ± 0,0211
Se pudo determinar el ángulo de incidencia crítico para la interfaz estudiada, en el cual se produce Reflexión Total Interna,siendo éste, experimentalmente, de (43 ± 0,75)° y analíticamente de 42,36° ± 0,0130.
INTRODUCCIÓN
La luz se transmite a diferentes velocidades en distintos medios materiales, dependiendo de la densidad óptica del material.
Se define el índice de refracción (n) como el cociente entre la velocidad de la luz en el vacío y su velocidad en determinado medio. Por lo tanto, cada material y cadalongitud de onda tendrán su índice de refracción particular:
[pic]
Cuando un haz de luz incide en la interfaz entre dos medios con diferente densidad óptica, parte del mismo se refleja y otra parte se refracta como se observa en la Figura 1. Al reflejarse, el ángulo de reflexión (θr) es igual al ángulo incidente (θi), según la ley de la reflexión. Sin embargo, el ángulo de refracción (θr’) esdiferente al ángulo incidente, debido al cambio de velocidad de luz al pasar de un medio a otro.
El ángulo de refracción va a ser menor al incidente cuando el índice de refracción del medio 1 sea menor al del medio 2, es decir que el medio 2 es más denso que 1, por ejemplo, una interfaz aire-agua. Por el contrario, cuando el rayo pasa de un medio más denso a uno menos denso, el ángulo derefracción va a ser mayor al de incidencia.
Estos resultados se comprueban mediante la ley de Snell o ley de la refracción, donde nx es el índice de refracción en el medio x:
[pic]
A partir de esta ecuación se desprende que si el ángulo de incidencia es cero respecto a la normal, también lo será el ángulo de refracción, es decir, que el rayo atraviesa la interfaz sin desviarse. También se observaque en el caso en que n1 es mayor a n2, existe un valor de θi, denominado ángulo crítico para el cual sen(θ r’) alcanza el valor máximo de 1, es decir que θ r’ es 90° y el rayo se desvía de modo que avanza sobre la interfaz.
Para ángulos mayores al ángulo crítico, el rayo se refleja completamente y no hay refracción. Este fenómeno se denomina reflexión total interna.
El objetivo deeste trabajo fue comprobar las leyes de reflexión y refracción, así como encontrar el ángulo crítico y observar la reflexión total interna.
MATERIALES Y MÉTODOS
A. Reflexión y refracción
Para recrear la interfaz entre dos medios transparentes se utilizó un semicilindro de acrílico de (15 x 3) cm. Al material se lo colocó sobre una placa de telgopor, haciendo coincidir el centrode curvatura con el centro de un eje de coordenadas dibujado sobre la placa (Figura 2).
Primero se procedió a medir a ojo cuál era el ángulo de refracción del material, ubicando un alfiler del lado plano y observando del otro lado a través del acrílico, dónde se veía que el alfiler coincidía con el centro de curvatura. Se colocó otro alfiler de modo tal que al ver a través del material selos veía alineados. Se procedió a hacer lo mismo para distintos ángulos a intervalos.
Para la primera experiencia, se hizo incidir un haz de luz proveniente de un puntero láser, sobre el centro de curvatura del semicilindro, en la cara plana. Se observaron dos haces de luz, uno que era reflejado y otro que atravesaba la interfaz, y se registró por dónde pasaban cada uno, a fin de poder medir...
Daniela Navalesi, Florencia Otegui, Ana Sota
RESÚMEN
Se realizó un ensayo en donde se buscaba observar y entender las leyes de la refracción y la reflexión, utilizando un láser, y haciendo pasar el haz de luz a través de un material transparente. De esta forma de observó el comportamiento de un haz de luz al atravesar una interfaz entre dos mediostransparentes.
Se pudo observar que para cada ángulo de incidencia, los ángulos refractados, como era de esperarse, se desviaban del ángulo. Se pudo determinar el índice de refracción del material aplicando la Ley de Snell, dando éste un valor experimental de ( = 1,4845 ± 0,0211
Se pudo determinar el ángulo de incidencia crítico para la interfaz estudiada, en el cual se produce Reflexión Total Interna,siendo éste, experimentalmente, de (43 ± 0,75)° y analíticamente de 42,36° ± 0,0130.
INTRODUCCIÓN
La luz se transmite a diferentes velocidades en distintos medios materiales, dependiendo de la densidad óptica del material.
Se define el índice de refracción (n) como el cociente entre la velocidad de la luz en el vacío y su velocidad en determinado medio. Por lo tanto, cada material y cadalongitud de onda tendrán su índice de refracción particular:
[pic]
Cuando un haz de luz incide en la interfaz entre dos medios con diferente densidad óptica, parte del mismo se refleja y otra parte se refracta como se observa en la Figura 1. Al reflejarse, el ángulo de reflexión (θr) es igual al ángulo incidente (θi), según la ley de la reflexión. Sin embargo, el ángulo de refracción (θr’) esdiferente al ángulo incidente, debido al cambio de velocidad de luz al pasar de un medio a otro.
El ángulo de refracción va a ser menor al incidente cuando el índice de refracción del medio 1 sea menor al del medio 2, es decir que el medio 2 es más denso que 1, por ejemplo, una interfaz aire-agua. Por el contrario, cuando el rayo pasa de un medio más denso a uno menos denso, el ángulo derefracción va a ser mayor al de incidencia.
Estos resultados se comprueban mediante la ley de Snell o ley de la refracción, donde nx es el índice de refracción en el medio x:
[pic]
A partir de esta ecuación se desprende que si el ángulo de incidencia es cero respecto a la normal, también lo será el ángulo de refracción, es decir, que el rayo atraviesa la interfaz sin desviarse. También se observaque en el caso en que n1 es mayor a n2, existe un valor de θi, denominado ángulo crítico para el cual sen(θ r’) alcanza el valor máximo de 1, es decir que θ r’ es 90° y el rayo se desvía de modo que avanza sobre la interfaz.
Para ángulos mayores al ángulo crítico, el rayo se refleja completamente y no hay refracción. Este fenómeno se denomina reflexión total interna.
El objetivo deeste trabajo fue comprobar las leyes de reflexión y refracción, así como encontrar el ángulo crítico y observar la reflexión total interna.
MATERIALES Y MÉTODOS
A. Reflexión y refracción
Para recrear la interfaz entre dos medios transparentes se utilizó un semicilindro de acrílico de (15 x 3) cm. Al material se lo colocó sobre una placa de telgopor, haciendo coincidir el centrode curvatura con el centro de un eje de coordenadas dibujado sobre la placa (Figura 2).
Primero se procedió a medir a ojo cuál era el ángulo de refracción del material, ubicando un alfiler del lado plano y observando del otro lado a través del acrílico, dónde se veía que el alfiler coincidía con el centro de curvatura. Se colocó otro alfiler de modo tal que al ver a través del material selos veía alineados. Se procedió a hacer lo mismo para distintos ángulos a intervalos.
Para la primera experiencia, se hizo incidir un haz de luz proveniente de un puntero láser, sobre el centro de curvatura del semicilindro, en la cara plana. Se observaron dos haces de luz, uno que era reflejado y otro que atravesaba la interfaz, y se registró por dónde pasaban cada uno, a fin de poder medir...
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