Refracción con microondas

Laboratorio de Ondas y Óptica para Ingeniería
Departamento de Física
Universidad de Santiago de Chile.

Refracción con microondas.

Integrantes
Tania Bunster S.
Felipe Rivero R.
Raúl Carrasco P.
Bruno Sáez G.
Francisco Tapia D.

Código Laboratorio
L-19
Profesora Lina Fernández Parra.

Introducción
Como todos sabemos en física hablamos de una onda cuando se trata de unapropagación de una perturbación de alguna propiedad de un medio, esto puede ser densidad o presión entre otras propagándose a través del espacio transportando energía.
Como muchos cambios que puede experimentar una onda, en este experimento hablaremos de un cambio en especial, y es cuando la onda puede pasar de un medio material a otro, claro, hablamos de refracción.
La refracción se origina en elcambio de velocidad de propagación de onda. Por lo tanto cuando es importante destacar que un rayo se refracta al pasar de un medio a otro, el ángulo de refracción con el que entra es igual al ángulo en que sale al volver a pasar de ese medio al inicial; y es con este experimento donde respaldaremos esta afirmación, a través de la experiencia práctica llegaremos a esa conclusión.
Marco Teórico.Refracción: es el cambio de dirección que experimenta una onda al pasar de un medio material a otro. Solo se produce si la onda incide oblicuamente sobre la superficie de separación de los dos medios y si éstos tienen índices de refracción distintos.
Índice de refracción: es una medida que determina la reducción de la velocidad de la luz al propagarse por un medio homogéneo. De esta forma másprecisa, el índice de refracción es el cambio de la fase por unidad de longitud, esto es, el número de onda en el medio, será n-veces más grande que el numero de onda en el vacío.
Ley de refracción (Ley de Snell)
La relación entre el seno del ángulo de incidencia y el seno del ángulo de refracción es igual a la razón entre la velocidad de la onda en el primer medio y la velocidad de la onda enel segundo medio, o bien puede entenderse como el producto del índice de refracción del primero medio por el seno del ángulo de incidencia es igual al producto del índice de refracción del segundo medio por el seno del ángulo de refracción. Donde n1 = índice de refracción del primer medio θ1= ángulo de incidencia, n2= índice de refracción del segundo medio y θ2 = ángulo de refracción.

N1 Sinθ1 = n2 sin θ2

Objetivos

De acuerdo a la actividad; debemos comprobar que se cumple la ley de la refracción (Ley de Snell), en la cual experimentalmente obtendremos el índice de refracción del poliestireno, y a través de esto, lograr calcular la velocidad de la onda en el poliestireno, ya que esta al pasar por un medio como este, cambia de velocidad.
Por lo tanto nuestros objetivos:-Estudiar si existe desviación de haz.
-Medir el índice de refracción para un prisma de una onda electromagnética.
-Medir los ángulos de incidencia y de refracción.
-Comprobar que se cumpla la ley de refracción experimentalmente, relacionar y comparar.

Materiales

-Equipo de microondas PASCO©

-Tabla Rotativa

-Pastillas de Estireno (pellets)

-Prisma (ethafoam prism)

Desarrolloexperimental.
Respecto al experimento y de acuerdo a las condiciones dadas para nuestro experimento fue necesario para tal efecto, disponer de nuestro material de la siguiente manera:

Ubicamos primero la intensidad máxima que nos daba el equipo de microondas, logrando asi un sistema de la siguiente forma:

De acuerdo a nuestras medidas los valores de θ, θ1 y θ2 son 11°, 16° y 27° respectivamenteesto porque:
Θ = 11°
Θ1 = 16°
Θ2 = θ + θ1 = 27°

Reemplazando los valores para aplicar la ley de refracción (ley de Snell)
n1sinθ1= n2 sinθ2
(Prisma) (Aire)

Como sabemos que el índice de refracción del “n” en el vacío es igual a 1 y el índice de refracción en el aire es aproximadamente ≈ 1

Nos queda lo siguiente:
n1=refracción del poliestireno
n2=refracción del aire ≈1...