TP2 Óptica 2
Universidad Nacional de San Martín, 2015.
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Informe de Trabajo Práctico N°2
Fenómenos de Reflexión,
Refracción, Difracción e
Interferencia de la luz.
Alumnos:
Lara Terrén y Nicolás Méndez
Año 2015
Universidad Nacional de San Martín, 2015.
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Introducción
En este trabajo práctico examinaremos algunas propiedades de la luz como onda propagante. Por
un lado, podemos tratar a la luz como un haz o “rayo” de partículas, y estudiar los fenómenos de
reflexión y refracción desde la óptica geométrica.
Cuando un haz de luz incide sobre una interfaz entre medios distintos, como aireagua o
airevidrio, se producen estos fenómenos que alteran la dirección del haz.
Para la reflexión, los ángulos de incidencia serán iguales al ángulo de reflexión, ambos respecto a
la normal a la superficie en el punto de incidencia (figura 1) cuando esta sea una superficie plana.
Figura 1
La ley de Snell permite predecir el comportamiento del haz en función de los ángulos de los rayos
(θ
) y los índices de refracción de cada medio (n
). Este número es una característica de cada
i
imedio, y se define como el cociente entre la velocidad de la luz en el vacío y dentro del material.
Ley de Snell
:
Índice de Refracción1:
n1 ∙ sen(θ1) = n2 ∙ sen(θ2)
(ecuación 1)
n = c/v
(ecuación 2)
Este número varía de acuerdo a la longitud de onda de la luz que incide sobre la interfaz, de forma
que un haz de luz con diferentes longitudes de onda, por ejemplo la luz solar, se “descompone” en
sus longitudes de onda elementales por refracción sobre el medio, produciendo los colores típicos
del arcoiris.
Figura 2. Descomposición de la luz por refracción en un prisma (izq.) y en gotas de lluvia (der.).
Además, la luz es una onda, y puede dar lugar a los fenómenos de difracción e interferencia, de
forma análoga a las ondas mecánicas como el sonido.
1 Donde “c” es la velocidad de la luz en el vacío y “v” la velocidad de la luz en el medio.
Universidad Nacional de San Martín, 2015.
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Interferencia y Difracción
El fenómeno físico de interferencia se da cuando dos o
más ondas se superponen para dar lugar a una nueva
onda de mayor o menor amplitud. Cuando las ondas
están desfasadas (diferencia de fase = Δφ = (2m + 1)Π)
hay interferencia destructiva, y cuando están en fase
(diferencia de fases = Δφ = 2mΠ ) hay interferencia
constructiva.
La diferencia de fases se debe a diferencias en la
longitud del camino recorrido por las ondas. Si esa
diferencia es una longitud de onda (λ) hay interferencia es
totalmente constructiva y si es media longitud de onda (λ/2) la interferencia es totalmente destructiva (ver figura).
En nuestro experimento, la difracción ocurre cuando el
frente de onda del láser encuentra un obstáculo: las
rendijas. El fenómeno puede explicarse considerando que
el frente de onda está formado por un gran número de
frentes puntuales que se propagan en todas direcciones.
Al encontrarse con los bordes, los frentes que atravesaron la rendija continúan propagándose y el
nuevo frente se “ensancha”. Además, con una rendija ancha hay diferencias en el camino
recorrido para los diferentes frentes puntuales, por lo que a la vez se da el fenómeno de
interferencia.
Objetivos:
●
Examinar el fenómeno de interferencia en un experimento de dos rendijas.
●Examinar los fenómenos de reflexión interna total y de refracción.
Metodología
Refracción
Para esta experiencia colocamos un semicilindro de acrílico sobre un goniómetro (figura 3).
Iluminamos la pieza de acrílico con un láser apuntando hacia el centro. Medimos distintos ángulos
para aproximar el índice de refracción (n) del material, apuntando el ...
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