1. medición de Ídice de refracción

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7/21/2019 1. Medición de Ídice de Refracción...

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Guía de Laboratorio

Lic. Yuri Soncco Apaza 1

1. Objetivos:

- Determinar el índice de refracción del acrílico.

- Determinar la longitud de onda del rayo refractado.

2. Fundamento teórico

Cuando un rayo de luz que se mueve por un medio transparenteencuentra una frontera que lleva a otro medio de igualcaracterística, como se ve en la figura 1a), parte de la energía serefleja y parte penetra al segundo medio. Como con la reflexión, ladirección de la onda transmitida muestra un comportamientointeresante debido a la naturaleza tridimensional de las ondas deluz. El rayo que penetra al segundo medio se dobla en la frontera yse dice que se refracta. El rayo incidente, el rayo reflejado y el rayorefractado todos se encuentran en el mismo plano. El ángulo derefracción, de la figura 1a), depende de las propiedades de losdos medios y del ángulo de incidencia por medio de lacorrespondencia

(1)

donde es la rapidez de la luz en el primer medio y es la rapidezde la luz en el segundo.

La trayectoria de un rayo de luz que pasa por una superficierefractaria es reversible. Por ejemplo, el rayo que se ilustra en lafigura 1 pasa del punto A al punto B . Si el rayo se originó en B ,viajaría a lo largo de la recta BA hasta llegar al punto A , y la partereflejada apuntaría hacia abajo y a la izquierda del vidrio.

Figura 1: a) Rayo de luz que incide en forma oblicua en una

Leyes de refracción de la luz

Guía de Laboratorio N°1: Física IV NOTA





interface de aire-vidrio que se comporta de acuerdo con el modelo deonda bajo refracción. El rayo refractado se dobla hacia la normalporque . Todos los rayos y la normal se encuentran en elmismo plano. b) Cuando un haz de luz pasa del aire al vidrio, la luzdisminuye su velocidad al entrar a éste y su trayectoria se dobla haciala normal. C) Cuando el haz se mueve del vidrio a l aire, la luz aumentasu velocidad al entrar al aire y su trayectoria se dobla alejándose de lanormal.

Por la ecuación (1) es posible inferir que cuando la luz se mueve deun material en el que su rapidez es alta a un material en el que surapidez es menor, como se observa en la figura 1b, el ángulo derefracción es menor que el ángulo de incidencia , y el rayo sedobla hacia la normal. Si el rayo se mueve de un material en el quela luz se mueve con más lentitud hacia un material en el que semueve con más rapidez, como se ve en la figura 1c, es mayor que

y el rayo se dobla alejándose de la normal.

3. Equipos / Materialesa) 1 Banco óptico

b) 1 Diafragma de una rendija

c) 1 Foco luminoso y f. alimentación

d) 1 Sección de lente semicilíndrica

e) 1 Disco de Hartl

f) 1 Disco de papel de Hartl.

Figura 2: diagrama de instalación para el experimento

4. Procedimiento

1.

Realizar el montaje de la figura 2, situando el disco óptico debajo de lalente semicilíndrica y está en su semicírculo interior.

2. Indicar el rayo luminoso a lo largo del eje

0 -

0 sobre el centro de la

lente. ¿Se desvía el rayo luminoso?





Figura 2: Esquema para hacer medición.

3. Colocar el disco papel Hartl de tal forma que el rayo luminoso llegue al

centro de la lente por la señal de los 10°. Anotar el valor del ángulo de

refracción.

4. Medir las distancias AB y CD.5. Repetir las medidas para ángulos de incidencias crecientes, de 10° en 10°

y hasta unos 60°. Realizar una tabla de resultados, expresando los

valores de , , AB, CD, / , AB/CD.

AB CD / AB/CD

6. Ángulo crítico: =____________________

4.1. Precauciones

1. Tenga cuidado en la conexión de la fuente asegúrese que la fuente de

alimentación este bien conecta y no haga corto circuito.

2. Tenga cuidado al manipular la lámpara, no le golpee o agite pueda

sufrir daños.





5. Análisis y cálculo

1. Ángulo crítico medido para el acrílico = ______________________

2. Haga los siguientes cálculos:

a. Valor óptimo

b. Desviación de la magnitud

c. Desviación media

d. El mejor valor

si

e. Desviación estándar

f. Desviación estándar de valor óptimo

g. Medida de valor de

h. Ajuste lineal





i. Incertidumbre en la medida de

j. Incertidumbre en el constante y

3. Grafique el ajuste lineal.4. Interpretar cada uno de las incertidumbres encontradas.

5. Índice de refracción medido de acrílico =_________________________

6. Índice de refracción aceptado del acrílico aceptado

7. Valor absoluto de la diferencia entre el valor aceptado y valor medido de

índice de refracción =_________________________________

justifica este valor obtenido.

8. Determine la longitud de onda en el material, sabiendo su valor en el aire

(color rojo) =___________________________________________________ Tabla de resumen de resultados

=

=

=

6. Referencias

[1] Jr Raymond A. Serway, John W. Jewett, Física para ciencias e ingeniería:Volumen 2, Addison-Wesley, 2008.

[2] L. S. Lerner R. M. Eisberg, Física: Fundamentos y aplicaciones, McGraw-Hill, Mexio, 1981.

[3] P. A. Tipler, Física tomo i, Springer-Verlag, Barcelona, 1999.

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