dumox

Reflexión y Refracción como Fenómenos de la Óptica Geométrica

En la primera parte de la experiencia se tomaron 10 mediciones para poder encontrar la relación entre el ángulo incidente y el ángulo refractado, en condiciones en que el haz de luz, viaja desde un medio menos denso a uno con mayor densidad. Los datos obtenidos de esta primera parte se pueden apreciar en la Tabla 1 (véaseapéndice).

Después de la toma de datos de los ángulos mencionados, se procede a graficar esta relación.












Gráfica 1: Demuestra la relación entre ángulos incidente y reflejado cuando el haz de luz traspasa de un medio menos denso a uno de mayor densidad

Luego se aplica la función Seno a ambas variables para obtener una expresión de la Ley de Snell, es decir, se genera elgráfico del Seno del ángulo de refracción en función del Seno del ángulo incidente.











Gráfica 2: Se transforma las variables con la función seno para analizar la Ley de Snell.

De la gráfica anterior se obtiene la siguiente ecuación empírica


Ecuación 1: Tendencia lineal

En la segunda parte se quiere obtener el ángulo crítico, para ello se debe hacer traspasar elhaz de Luz (Láser) desde un medio de mayor densidad a uno menor, es decir, el haz debe viajar desde un medio acrílico que es más denso que el aire, para visualizar este fenómeno (ángulo crítico y reflexión total). Por lo tanto se deben realizar mediciones cada 5° hasta obtener el ángulo crítico , la cual se refleja en la siguiente Tabla 2(véase apéndice).

Con los valores obtenidos se puederealizar el mismo gráfico de función de senos entre el ángulo incidente y refractado de la primera parte, con el fin de estudiar en discusión y análisis con mayor profundidad la Ley de Snell.













Gráfica 3: La pendiente indica la razón entre los índices de refracción entre los medios.

De la gráfica anterior se obtiene la siguiente ecuación empírica


Ecuación2:Tendencia lineal para n1>n2

Con este último experimento se pudo encontrar el ángulo crítico (), la cual indica que valores mayores a este ángulo, sólo se puede observar el fenómeno de reflexión y no de refracción.

Discusión y análisis

Para la primera parte de la experiencia se utilizó un prisma de acrílico y una fuente de luz (Láser) con el fin de observar fenómenos que ocurren en la ópticageométrica, como por ejemplo reflexión, refracción, algunas Leyes como en este caso la de Snell. Es por eso que se tuvo que colocar el láser en un cierto punto fijo, para que se pueda calibrar bien el prisma en el ángulo , con el fin de observar las desviaciones de la luz cuando estas inciden desde un medio menos denso a uno de mayor densidad cuando pasan por la parte frontal del acrílico (caraplana). Luego se fue variando el ángulo de incidencia para apreciar el fenómeno de reflexión y refracción. Para esta experiencia sólo se registraron los valores de refracción, pero cuando se trabajó en la toma de datos se pudo apreciar que el ángulo de reflexión era muy parecido al incidente, por lo que se puede verificar experimentalmente la Ley de Reflexión:

Ecuación3

Luego se transformó lasvariables de ángulo incidente y refractado mediante la función Seno para poder comprobar La Ley de Snell:

Ecuación4

Como el haz de luz que traspasa el prisma durante esta parte, incide desde un medio de menor densidad a uno mayor, permite mediante la ecuación 4 comprobar la linealidad de esta relación. La tendencia de lo mencionado anteriormente se verifica con la gráfica 2 que se encuentraen resultados y además esta figura entrega la siguiente ecuación empírica:



Para comprobar nuevamente esta tendencia, se puede observar el coeficiente correlación encontrado (), la cual es muy similar al ideal (),

De la Ley de Snell, se puede desprender que la pendiente del Gráfico 2 es . Luego si se despeja el valor de la pendiente, se obtiene la siguiente relación:



Se...