Refraccion

Experimentos y observaciones sobre refracción

A. Montaje de los ópticos.
Materiales: Conjunto de prismas y lentes de vidrio o acrílico. Trozos de cartón piedra de aproximadamente 30 ( 30 cm. Cartulinas blancas de igual medida, pegamento. Un puntero láser.
Herramientas: Tijeras para papel, cuchillo cartonero, lápiz, regla.

B. Doble refracción y reflexión

Observación: Siempre larefracción va acompañada de una reflexión. Si el lugar en que se hace la observación esta muy oscuro, se podrá ver varias refracciones y las correspondientes reflexiones, debilitándose en intensidad de luz.
Estas reflexiones obedecen la ley de reflexión: “el ángulo de incidencia es igual al ángulo de reflexión”, pero en la refracción la relación entre el ángulo de incidencia y el de reflexión no esevidente. Para analizar esto véase el experimento C.
Por último debe destacarse el hecho que los rayos que emergen del otro lado del prisma son paralelos al rayo láser original.
El estudiante debe considerar situaciones de la vida diaria en que estos efectos se producen. Debe advertir, por ejemplo, que la reflexión aquí observada es la que ha visto muchas veces cuando un vidrio traslucido secomporta como un espejo. También debe darse cuenta que, cuando mira a través del vidrio de una ventana, las cosas que ve no están exactamente donde las ve, están desplazadas una cierta distancia que depende del ángulo de observación y del espesor del vidrio.

C. Reflexión total interna



Observación: El rayo de luz que viaja dentro del agua, al llegar al límite que la separa del aire, no serefracta, se refleja totalmente hacia el agua. Se dice que en estas situaciones se produce “reflexión total interna”. El límite de separación se comporta como un espejo.
El estudiante debe reconocer situaciones de la vida diaria en que se produce este fenómeno. Por ejemplo cuando bajo el agua en la piscina mira el techo de agua. Se comporta como un espejo. Sin necesidad de meterse en el agua, bastamirar un vaso o jarrón transparente con agua en el ángulo apropiado para descubrir el mismo fenómeno.
D. Ley de Snell


Observación: Ayudándose de una calculadora científica verifique la ley de Snell: [pic]. ¿Cuál es el valor e la constante? ¿Qué determinará su valor?


E. Estudio de la lente convergente











F. Estudio de la lente divergente


Observación: Las doslentes tienen un comportamiento muy parecido. En un caso, los rayos convergen pasando por el foco, en el otro, divergen como si proviniesen del foco.
A partir de esta propiedad de las lentes el alumno debe explicar cómo se forman las imágenes (reales y virtuales) con este tipo de lentes.
Si se poseen lentes delgadas deben observarse en forma directa las diversas imágenes que ellas forman.Muchas lentes convergentes adecuadas para realizar estas experiencias pueden obtenerse a precios muy bajos de lupas y de gafas para presbicia que se venden en mercados persas. También pueden ser útiles como lentes divergentes las gafas de algún estudiante que sufra miopía. Realice y analice las observaciones descritas en la página siguiente. Compárese también el comportamiento de estas lentes con losespejos cóncavos y convexos.
Se pueden encontrar ambos tipos de lentes y de extraordinaria calidad en el sistema óptico de algún proyector de diapositiva que se vaya a desechar.
G. Imágenes producidas por las lentes

Es de fundamental importancia que el alumno observe los distintos tipos de imágenes (reales y virtuales) que producen las lentes convergentes y divergentes y explique su formaciónsobre la base de lo observado en los experimentos D y E. Las imágenes siguientes ilustran algunas de estas observaciones.


Se desafía a los estudiantes a encontrar algunos errores existentes en la figura anterior. A pesar de estos errores el esquema ilustra en líneas generales lo que ocurre con estas lentes. El primer caso muestra el efecto de lupa simple de las lentes convergentes. Las...