Quimica Organica

I N F O R M E

Práctica de Laboratorio
de Física #12

OPTICA GEOMETRICA 1

1. OBJETIVO PRINCIPAL
Estudiar las leyes de reflexión y refracción de la luz en superficies planas desde el puento de vista de la óptica geometrica
2. OBJETIVOS ESPECIFICOS
* Determinar el índice de refracción de un material transparente usando un cuerpo semicilíndrico y prismas* Comprobar el desplazamiento lateral de un rayo que atraviesa una placa
3. FUNDAMENTO TEORICO
El comportamiento de la luz puede estudiarse desde el punto de vista de la óptica geométrica si los objetos que la luz encuentra en su camino tiene dimensiones laterales mucho mayores que su longitud de onda. En estas condiciones la luz parece avanzar en líneas rectas que pueden representarsecomo rayos.
1. Reflexión y refracción en la figura 1 se tienen dos medios uniformes separados por una superficie o frontera plana. Un rayo luminoso, el rayo incidente, se propaga inicialmente en el medio 1 y al llegar al límite con el medio 2 da lugar a un rayo reflejado que retorna al medio 1 y a un rayo refractado que pasa al medio 2. Este fenómeno esta regido por las tres leyes que seexponen a continuación:
* Los rayos incidente reflejado y refractado y la normal a la frontera en el punto deincidencia se encuentran an el mismo plano
* El angulo de incidencia es iguañ al angulo de reflexión; o sea

θ1=θ1´
* Los angulos de incidencia y refracción están relacionados mediante
n1sinθ1=n2sinθ2

Siendo n1 y n2 constantes características de los medios 1 y 2respectivamente conocidas como índices de refracción
Si θ1 aumenta tanto que θ2se hace igual a 90º a partir de entonces dejara de existir rayo refractado situación que se conoce como de reflexión total y el angulo de incidencia minimo que da lugar a esta situación se conoce comoangulo critico que según la ecuación (2) esta dado por

θc=arcsinn2n1
De donde se concluye que puede exixtir reflexión total solosi n2 es menor que n1
2. luz a travez de un prisma en la figura 2 se tiene un prisma de un material con índice de refracción n2 y con un angulo superior Ф que se encuentra en un medio con índice de refracción n1. Un rayo luminoso incide sobre una car a del prisma con un angulo de incidencia θ1. Después de refractarse en la segunda cara del prisma, el rayo emerge con un segundo angulo derefracción θ4. Respecto de su dirección original el rayo se desvia un angulo desviacion minimo ψ. Puede demostrarse que el angulo de desviacion minimo ψmin se da cuando θ4=θ1 en ese caso la trayectoria del rayo es simetrica respecto de la bisectriz de Ф. En estas condiciones
n2=n1sin∅+ ψmin2sin∅2
3. luz a travez de una placa. En la figura 3 se tiene una placa de un material con índice derefracción n2 y con espesor e que se encuentra co un medio con índice de refracción n1. Un rayo luminoso incide sobre una cara de la placa con un angulo de incidencia θ1. Después de refractarse en la segnda cara de la placa el rayo emerge con un segundo angulo de refracción θ4. puede demostrarse que θ4=θ1; es decir que el rayo emergenrte es paralelo al rayo incidente y que su desplazamiento lateral esx=esinθ11- n1cosθ1n12-n12sin2θ1
Para la diferencia porcentual tenemos

%dif=θcexp-θcteoθcteo*100%

4. EQUIPO Y MATERIALES

Para la realización del experimento fue necesario el uso de los siguientes materiales:
* Una fuente luminosa
* Circulo medidor de angulos
* Cuerpo transparente semicircular
* Un prisma triangular de 45º
* Un prisma rectángulo triangular de 60º5. CIRCUITOS DEL EXPERIMENTO

6. PROCEDIMIENTO
* Reflexion y refraccion
a) Montar el arreglo de la figura 4 con el que se estudiara la reflexion y refraccion en la cara plana del cuerpo transparente semicilindrico. La fuente luminosa opera con 12 V obtenidos de una fuente de tensión continua. La rejilla permite seleccionar el numero de rayos requerido. El puento de incidencia...