Inidice De Refraccion

Universidad Nacional Autónomade México.

Facultad de Ciencias.

Laboratorio de Óptica.

Práctica 1. Medición de índices de Refracción.
Por: Diana M. Cortés Rojas.

C.U., México D.F. a 22 de Febrero de 2013.
MEDICIÓN DE ÍNDICE DE REFRACCIÓN.
Resumen.
Es posible encontrar la variable n, que simboliza el índice de refacción de cada material, por varios métodos: -Método de Pfund,-Alturas aparentes y -por medio de una placa paralela al plano. Al aplicar correctamente cada uno de los métodos, se encontró el índice de refracción de la sustancia utilizada, (después de medir las variables independientes, las cuales era posible medirlas en el laboratorio), el cual resultó ser bastante aproximado al resultado teórico que se esperaba (1.52 para el vidrio y 1.51 para la lucita); secalculó también un error lo que hizo más precisos nuestros resultados y más exactos al valor que ya esperábamos. El valor más aproximado que encontramos fue (para la lucita) n = 1.52 ± 0.18 y (para el vidrio) n = 1.57 ± 0.08), lo que nos sugiere pensar que la practica la realizamos de forma correcta. Los errores se calcularon primeramente de 2 formas, para observar cuál de estas nos daba mejoresdatos, y al final concluimos que el segundo método es más eficiente, por lo cual el resto de los cálculos se error se hicieron con ese método.
Introducción.
Los objetivos del siguiente experimento son:
* Instrumentar en el laboratorio métodos de medición de índices de refracción de sustancias transparentes que pueden estar en estado líquido o sólido, tales como vidrio, lucita, agua,glicerina, etc. (sólo trabajaremos con vidrio y lucita).
* Hacer un análisis de cómo influyen los diferentes aspectos de la medición en el error del valor medido y proponer mejoras al dispositivo experimental o al método de medición.
* Medir el índice de refracción de una sustancia transparente indicando correctamente el error asociado con diferentes métodos.
Para poder calcular la n quebuscamos, mediremos primero el ángulo de incidencia en el medio y usaremos la ley de Snell para despejar las otras variables. La ley de refracción o ley de Snell dice que el cociente de los senos de los ángulos de incidencia y el de refracción (definido de igual manera, el ángulo entre la normal y el rayo transmitido) es igual a una constante que depende del material de los medios 1 y 2.sinθisinθt=ntni=cte (1)
En la fig. 1 se muestra un rayo de luz que viaja en un medio e incide en otro; el haz incidente forma un ángulo θi con el medio nt (vidrio) y al chocar con el otro medio (aire), una parte de ese haz se refleja y otra se refracta. La ley de Snell solo relaciona al rayo incidente y alrefractado ya que por la ley de reflexión sabemos que el ángulo incidente es igual al reflejado.

Fig. 1. Rayo incidente, reflejado y refractado.

En la Fig. 2 se muestran los ángulos formados al incidir y refractarse el haz en el tiempo t. Los triángulos ABD y AED comparten la hipotenusa AD, por lo tanto:
sinθiBD=sinθtAE(2)
Donde BD = vi Δt y AE = vt Δt, y tomaremos a ni = vi Δt y a nt= vt Δt, entonces resulta:
nisinθi=ntsinθt (3)
Y (3) es la ley de Snell.
Fig. 2. Muestra los ángulos y triángulos formados entre el rayo incidente y el refractado.

Las constantes n1 y n2 se conoce con el nombrede índice de refracción y son una medida del grado de desviación que sufre un rayo al transmitirse de un medio a otro medio. Además de lo anterior, podemos decir que el índice de refracción da cuenta de una gran diversidad de fenómenos en los que la luz es el protagonista central. Debido a ello su conocimiento es de fundamental importancia para un correcto conocimiento de la óptica, por un...