Ley Cuadratica De La Luz

Ley cuadrática de la luz


OBJETIVOS DEL EXPERIMENTO


✓ Verificar que la intensidad de una fuente de luz varía con el inverso del cuadrado de la distancia.




MARCO TEÓRICO


La intensidad de la onda electromagnética, es decir, la energía que pasa a través de una unidad de área en la unidad de tiempo es el módulo del vector de poynting

[pic][pic][pic][pic] (1)

El módulo del producto vectorial del campo eléctrico con el campo magnético para una onda electromagnética plana es:

[pic] (2)

Por lo tanto la intensidad media es:[pic] (3)

[pic] (4)

En esta última ecuación se ve claramente que la intensidad depende directamente de la amplitud del campo eléctrico, pero como la magnitud del campo eléctricodepende inversamente del cuadrado de la distancia; entonces se concluye que la intensidad también depende inversamente del cuadrado de la distancia.

[pic] (5)

Las medidas fotométricas son muy delicadas y exigen observadores cuyos ojos estén especialmente ejercitados. Launidad de iluminación es la que produce una bujía internacional, o una candela, colocada a un metro de distancia de la superficie. Esta unidad se denomina lux. Para leer en una mesa sin fatiga es necesaria, por ejemplo, una iluminación mínima de 20 a 25 lux. Suele también considerarse, además de las magnitudes fotométricas de intensidad e iluminación, el flujo luminoso, que es la cantidad de luzirradiada en el espacio. La unidad de flujo es la cantidad de luz que recibe una superficie de un metro cuadrado iluminada por un lux. Esta unidad se denomina lumen.


PROCEDIMIENTO

Para realizar este experimento se necesita el siguiente equipo:

• PC.
• Sensor CASSY.
• CASSY Lab.
• Transformador para el sensor CASSY de 110V a 12V.
• Unidad de sensora de voltaje.
•Unidad de sensora de luz.
• Termopila de Moll.
• Sensor de luz (Luxómetro).
• Lámpara.
• Banco óptico y accesorios.
• Cables Leybold.


Instalación del equipo experimental:

FIGURA 1
Diagrama esquemático del montaje de los equipos.


1. Conecte el sensor CASSY a la PC.
2. Coloque la unidad sensora Lux en la entrada A o B.
3. En el banco óptico instale elsensor Lux y lámpara como se muestra en la figura 1.
4. Conecte el luxómetro en su respectiva unidad sensora.
5. conecte la lámpara al transformador de 12 V y este a la red de corriente de 220 voltios corriente alterna.

Cuidados de seguridad:


- No someta al sensor de luz a temperaturas mayores de 65 ºC, por ejemplo, en los experimentos con fuentes luminosas (lámparas, etc.).
-Puesto que el plástico de la carcasa es de plástico es incompatible con disolventes, su enjuague debe ser solamente con agua (en caso necesario adicionar detergente).



Efectuando la medición:

Primera etapa (mediciones con la termopila de Moll).

1. Cargue el software CASSY Lab en su PC.
2. En ajustes (presione F5), realice lo siguiente:
- En la ficha CASSY configure la unidadsensora[pic]. Haga clic sobre el dibujo de esta unidad y seleccione:


← Magnitud: Tensión UA1
← Rango: -30 mV..30 mV
← Registro de datos Valores promedios


- Hacer clic en Visualizar parámetros y marque en Registro manual.


- En la ficha Parámetro/Fórmula/FFT. Realice lo siguiente:


← Haga clic en Nueva magnitud (Para definir la...