Practica 4

OBJETIVOS.
1. Determinar experimentalmente la relación entre el ángulo de incidencia y de reflexión.
2. Determinar experimentalmente la relación entre el ángulo de incidencia y el refractado.
3. Obtener el índice de refracción de una lente de cristal.
HIPOTESIS
Cuando un rayo de luz pasa de un medio a otro con índices de refracción distintos ocurre que una parte de refleja y una serefracta, debido a que el que se refracta pasa por el medio pasa por el medio con índice de refracción mayor, el ángulo con respecto a la normal disminuye.
INTRODUCCIÓN.
En teoría se pueden utilizar las ecuaciones de Maxwell para trazar una onda electromagnética a través del sistema, pero hay otros métodos generalmente más simples. En consecuencia, la ley de Snell, la ley de la reflexión y elprincipio de Fermat describen varios aspectos del comportamiento de la luz, sin tener en cuenta su naturaleza real.
Una onda plana que llega a la superficie de separación entre dos medios de índices de refracción ni y nt, en la mayoría de los casos, una parte de la luz que llega reflejada al medio de incidencia, mientras que el resto se propaga al medio de transmisión. La última de estas partessuele llamarse onda refractada. Aquí los ángulos i, r, t, se refieren a las ondas incidentes, reflejadas y transmitidas.
Un rayo es una línea en la dirección del flujo de la energía radiante y en un medio isotrópico corresponde simplemente a una normal a los frentes de onda.
* Leyes de la reflexión y refracción
Estas leyes son válidas tanto en el caso de dióptrico (una superficie quepresenta el pulido óptico que separa dos medios transparentes diferentes) como en el caso de un espejo (las separaciones entre la superficie real y la superficie geométrica perfecta que debe ofrecer, son inferiores a la longitud de onda de luz utilizada):
1. El rayo reflejado está en el plano de incidencia, el cual es normal a la superficie de separación.
2. El ángulo de reflexión es igual alángulo de incidencia. Ecuación 1
3. El ángulo de incidencia y el ángulo de refracción r van unidos por la relación
Ecuación 2
Donde n es el índice de refracción, la teoría ondulatoria de la luz permite mostrar que el índice n, es la relación entre la velocidad de la luz c en el vacío, con la velocidad de la luz v en el medio considerado.
Se considera entonces que el índiceabsoluto del vacío es igual a la unidad.
Angulo de refracción límite o crítico.
Considerando un dióptrico que separa dos medios de índices de n1, y n2, con n2 n1, la ley de la refracción muestra que cuando 1crece 2 crece también quedando en inferioridad con respecto a 1. El valor máximo de 2 es alcanzado por 1 = /2 y es dado por
Ecuación 3
A la inversa si un rayo se propaga en elmedio 2 hacia el medio 1 y recae sobre el dióptrico con una incidencia superior a crit no le puede corresponder un rayo refractado en el medio 1; toda la luz es entonces reflejada por el dióptrico, que se comporta como el espejo; es el fenómeno de reflexión total en la superficie de un dióptrico.
MATERIAL Y EQUIPO.
1. Transportador de circular.
2. Laser Helio-Neón
3. Lente semicírculo4. Recipiente de vidrio
5. Regla
| Transportador |
Marca. | * |
Modelo. | * |
Unidades. | grados |
Alcance. | 0 a 180 y de 0 a -180O 0 a 360 |
Resolución. | 1 |
Incertidumbre asociada. | 0,5 |

DESARROLLO EXPERIMENTAL.
Experimento 1
Imagen 1
Poner la lente en el centro del transportador, de modo que el cero sea normal a la lente por la parte plana. Dirigir un rayode luz con el láser helio neón, al centro de la lente, este rayo es el incidente. Obtener una medida del ángulo reflejado y refractado cada 5° de -90° a 90°.
Experimento 2
Imagen 2
Con el equipo mostrado a anteriormente (imagen 2), dirigir un rayo de luz con cierto ángulo con ayuda de un lápiz, y obtener un ángulo con respecto a la normal y que incida en el agua, medir el ángulo del rayo...