Práctica Física

Índice de refracción
Objetivos
Determinar índice de refracción (cuerpo semicircular) y ángulo límite, observar la dispersión cromática.
Determinar el ángulo de desviación mínima para un prisma óptico.
Introducción Teórica.
Definición de índice de refracción de un medio A:
Relación existente entre la velocidad de la luz en el vacío, con la velocidad que lleva en dicho medio (A):
n
=c0 

v
           n   :índice de refracción del medio en cuestión
           co  :velocidad de la luz en el vacío (3x108 m/s) 
           v   : velocidad de la luz en el medio en cuestión
Dado que la velocidad de la luz en cualquier medio es siempre menor que en el vacío, el índice de refracción será un número siempre mayor que 1.
¿Qué le pasa a la luz al llegar a la superficie deseparación de dos medios transparentes?
Cuando un rayo luminoso incide sobre la superficie de separación entre dos medios diferentes, parte de la energía que transporta se refleja y parte se desvía o refracta.
Ley de Snell
La normal a la superficie, el rayo incidente y el rayo refractado están en el mismo plano. La desviación del rayo sigue la ley de Snell:


n1 . seno q1(incidente)=n2 .seno q2(refractado)



El índice de refracción del aire igual a 1.00
Ángulo Límite
Solo puede darse cuando se pasa de un medio menos refringente a uno más refringente (Caso: aire vidrio). En estos casos el ángulo de incidencia va a ser mayor que el ángulo refractado.
Ángulo Límite: Ángulo a partir del cual desaparece el rayo refractado y solo habrá reflexión (fenómeno de la reflexión total)Como el ángulo máximo del ángulo de refracción va a ser 90º, podemos calcularlo matemáticamente como:
βmáx = 90º n1 x senαlim = n2 senαlim = 1/nvidrio
Espectro Visible
No existen límites en las longitudes de onda, pero el ojo humano solo es sensible a un pequeño intervalo, denominado espectro visible (la combinación de los distintos colores, da lugar al blanco). Elespectro visible esta comprendido entre los 400nm y los 700nm.
Dispersión Cromática
Los colores viajan en el medio a distinta velocidad dependiendo de su longitud de onda, que es característica, por lo que el ángulo refractado también variara dependiendo de la longitud de onda a este fenómeno se le conoce como dispersión.
Dicha dependencia se puede presentar como:
n(λ) = A + (B λ2) + (C/ λ4) + ACuando sobre un prisma óptico incide luz blanca procedente de una lámpara incandescente, cada componente vidrio-aire se refracta con ángulo distinto tomando forma de abanico. (Lo observamos en el prisma óptico).
Dispersión en prismas
Es un medio transparente limitado por dos superficies planas que se cortan en una arista, formando un ángulo diedro A.
Desviación total: Desviación del rayoque sale respecto de la dirección del rayo incidente, y vale  = i +e – A
Por cada prisma encontraremos un ángulo de incidencia en el que la desviación será mínima.
Montaje experimental

Aparatos y material

1. Banco óptico (metálico) con regla graduada.
2. Fuente de alimentación.
3. Lámpara de experimentación con pie magnético.
4. Lente convergente con pie magnético (f = 0.1 m).
5.Porta-diafragmas.
6. Diafragmas de rendija.
7. Disco óptico graduado con pie magnético.
8. Cuerpo semicircular de índice de refracción desconocido.
9. Prisma óptico de índice de refracción desconocido



Colocamos el diafragma de rendija en la posición “0 cm” del banco óptico, coloca la lente convergente (de distancia focal f=10 cm) a unos 10 cm de la fuente de luz, junto con el otrodiafragma de rendija en posición vertical sobre el portadiafragma.

De esta manera, la lámpara queda en el plano focal de la lente. Ajustamos la posición de este conjunto de forma que el haz luminoso, tras atravesarlo, sea lo más fino posible. Tras la lente con su diafragma, colocamos el disco óptico graduado (en la posición “30 cm”), con el pie magnético ligeramente inclinado de manera que el...