MEMORIA DE PRÁCTICAS DE LABORATORIO. LEY DE SNELL

4. Ley de Snell

Resumen.

En esta práctica realizamos un ejercicio basados en como los rayos de luz se refractan al pasar de un medio rápido a otro menos lento (medio teórico desconocido). Este experimento consiste básicamente en poder comprobar, observar y experimentar si la ley de Snell es verdadera y cumple con lo que dice. El resultado, que es el ángulo refractado nr, se comprobará que es aproximadamente cercano a 1,5 que es el grado índice de refracción del vidrio.

Introducción.

Se trata de averiguar el índice de refracción de un material desconocido, pera ello nos apoyamos en la ley de Snell.

La ley de Snell está basada en el cambio de dirección de una onda cuando pasa de un medio más rápido a otro más lento. Están relacionadas por el índice refracción:

[pic 1]

[pic 2]

Siendo n1 el índice de refracción del aire que es conocido, ni = 1 y Ɵi el ángulo de incidencia del rayo de entrada sobre la perpendicular.

Materiales y métodos.

Los materiales fueron: lápiz o bolígrafo, escuadra, cartabón, regla, papel en blanco, fuente de luz tipo láser, material transparente trapezoidal (muestra para averiguar su índice de refracción).

Colocaremos un material desconocido sobre un papel en blanco, marcando su contorno. Luego haremos incidir sobre él un rayo oblicuo a la perpendicular de un lado y veremos como se refracta (cambiando su trayectoria) a la salida del material por otra cara. Marcaremos gráficamente sobre el papel el rayo incidente, la línea perpendicular a la cara del material y también marcaremos el rayo de salida sobre la perpendicular. Ayudándonos de escuadra, cartabón y regla marcaremos hasta formar una relación trigonométrica de entrada y otra de salida para hallar nr que es el índice de refracción del medio desconocido.

Resultados.

Prueba 1:

Cotas en mm.

[pic 3]

Aplicando  trigonometría. [pic 4]    [pic 5]

[pic 6],     [pic 7],       [pic 8]

Prueba 2

Cotas en mm.

[pic 9]

Aplicando  trigonometría. [pic 10]    [pic 11]

[pic 12],     [pic 13],       [pic 14]

Prueba 3

[pic 15]

Aplicando  trigonometría. [pic 16]    [pic 17]

[pic 18],     [pic 19],       [pic 20]

Discusión.

El error absoluto que se tiene de los instrumentos, en este caso una regla de medir con un error de ± 1 mm.

Prueba 1:

El error absoluto de los senos de los ángulos:

El error relativo: [pic 21]

Siendo el error absoluto: [pic 22]

[pic 23]

[pic 24]        [pic 25]

Luego [pic 26]

Prueba 2:

[pic 27]

[pic 28]

[pic 29]

Luego [pic 30]

Prueba 3:

[pic 31]

[pic 32]

[pic 33]

Luego [pic 34]

Conclusiones.

Como vemos, el resultado que se aproxima al valor teórico es la prueba 3. Además, al realizar el gráfico, hemos aprovechado al máximo los límites del papel y como consecuencia ha disminuido el error.

Referencias.

• Libro de la UNED: Bases Físicas del Medio Ambiente, autores: Pep Español Garrigós, José Javier García Sanz y Ignacio Zúñiga López.
• http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/ondas/snell/snell.htm
• Guión de prácticas de clase

Apéndices.

[pic 35]

...