Refraccion Se observó la reflexión de la luz y se comprobó mediante un experimento la segunda ley de la reflexión.

ASIGNATURA

Laboratorio de Física

Grupo Nº

4

Mesa Nº

4

CARRERA:   (En Lab)

Mecatrónica

INTEGRANTES:

NIVEL Y PARALELO (En Lab)

2T

JARAMILLO ANDRES

Fecha realización :

17/05/2016

LOMAS FREDDY

NUÑEZ STEVEN

Fecha presentación informe:

26/05/2016

PONCE BRYAN

Práctica Nº

4

POZO JAIME

REFLEXIÓN Y REFRACCIÓN DE LA LUZ

1. OBJETIVO

• Se observó la reflexión de la luz y se comprobó mediante un experimento la segunda ley de la reflexión.

Mientras que en otro experimento se vio la marcha de un rayo de luz que pasó por el aire y luego por el vidrio y así se determinó la refracción de la luz.

1. INTRODUCCION 

El fenómeno de reflexión y refracción de la luz es el cambio que experimenta una onda que se propaga en línea recta y que pasa de un medio a otro sufriendo un cambio en su rapidez y dirección dependiendo del medio sobre el que la luz se propague y estos fenómeno de la luz lo podemos observar diariamente en nuestros alrededores.

Refracción de la luz

Es el cambio de dirección que soporta una onda de luz al pasar de un medio de irradiación a otro con una consistencia óptica diferente.

No obstante, este fenómeno sólo tiene lugar si la onda tropieza en forma oblicua sobre la superficie de los dos cuerpos en cuestión y si sus índices de refracción son diferentes.

Es el cambio de velocidad de la onda lo que facilita el fenómeno. La desviación de la dirección de propagación del rayo se justifica por medio de la Ley de Snell.

Un ejemplo común se puede observar cuando se sumerge un lápiz de escribir en un vaso de agua; allí el lápiz parece rajado.

Reflexión de la luz

Gracias a este fenómeno que los objetos pueden verse; puesto que un cuerpo, que no sea fuente de luz en sí mismo, perdurará invisible hasta tanto no sea iluminado.

La fuente proyecta rayos luminosos que destellan en la superficie del objeto y descubren al ojo del espectador las características de su forma y su dimensión.

Un ejemplo podría ser el rebote que conlleva una bola de billar tras ser lanzada contra una de las bandas de la mesa.

3. MATERIALES

• Lámpara con lente convergente y rejilla
• Fuente de voltaje
• Disco graduado
• Lente de vidrio semicircular
• Espejo
• Soporte para lámpara
• Soporte para disco graduado
• Dos conductores

4.  METODO

  REFLEXIÓN

• Unir la lámpara con el soporte para poder tener una mayor facilidad para poder moverlo.
• Colocar un diafragma de hendiduras para poder tener un mejor haz de luz
• Armar una especie de mesa para colocar el disco y encima de él, colocar el espejo que coincida con el diámetro (90-90).
• Encender la lámpara y con el haz de luz colocar en los ángulos pedidos en la práctica y observar el ángulo de reflexión, medirlo y colocar en el cuadro.

  REFRACCIÓN  

• Unir la lámpara con el soporte.
• Ubicar la sección del lente semicircular sobre el disco para que su cara plana este mirando al foco luminoso y su diámetro coincida en 90º-90º. El centro de la cara plana debe coincidir con el del disco.
• Conectar la lámpara a la fuente, para ver si la lente está bien posicionada, el rayo que incide en su centro no tiene desviaciones.
• Girar un poco el disco sin mover la lente y observar el punto de incidencia del rayo luminoso que es centro del disco y observar que este constituye el haz refractado.
• Se mide ángulos de transmisión respectivamente para ángulos de incidencia ya planteados.

5. RESULTADOS

Tabla de la Reflexión

Tabla de la Refracción  

REFLEXIÓN

Fenómeno en el cual la luz al incidir sobre la superficie de los cuerpos cambia de dirección, invirtiéndose el sentido de su propagación.

1. Una persona hace que un haz luminoso estrecho incida perpendicularmente en la superficie de un espejo.

1. ¿Cuál es el valor del ángulo de incidencia?

Es igual al ángulo del haz reflejado.

1. ¿Cuál es la dirección del haz reflejado?

Es perpendicular al de incidencia.

1. Utilice los datos para comprobar la ley de la refracción de Snell graficando el seno del ángulo de incidencia contra el seno del ángulo de refracción.

1. Explique qué demuestra la forma de la gráfica.

[pic 3]

[pic 4][pic 5][pic 6]

[pic 7]

  La grafica demuestra que el ángulo de incidencia es igual al ángulo reflejado

1. Utilice la gráfica resultante para deducir el índice de refracción del agua, explique cómo lo hizo.

• La luz que entra o sale de la superficie del agua se dobla debido a la refracción.
• El índice de refracción del agua es 4/3, implicando con ello que la luz viaja a 3/4 partes de la velocidad con que lo hace en el vacío.
• El ángulo del haz refractado va a ser menor que el del haz incidente.

Refracción

• Consiste en el cambio de la dirección de propagación de un haz de luz al pasar de un medio a otro.

Esto solo puede suceder cuando la luz se propaga con velocidades distintas en los dos medios.

1. Utilizando la ley de la refracción, obtenga los ángulos de transmisión teóricos y obtenga el error porcentual para la medición experimental.

      Utilice  para el aire y  para el vidrio.[pic 8][pic 9]

• [pic 10]

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Er. %

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Er. %

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Er. %

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Er. %

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%[pic 41]

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Er. %

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1. Para cada ángulo de incidencia y de transmisión obtenga el índice de refracción del vidrio, obtenga el promedio (valor experimental) y calcule su respectivo error porcentual. (Valor teórico 1,5).

Error porcentual

• [pic 50]

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Er. %

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Er. %

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Er. %

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Er. %

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Er. %

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1. Utilizando el valor promedio del índice de refracción del vidrio del numeral anterior, calcular la velocidad de propagación de la luz en dicho vidrio. (expresar en unidades S.I)

[pic 90]

Despejando:

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6. CONCLUSIONES

• Mientras mayor sea el valor que corresponde al ángulo de incidencia va a hacer menor el error en la toma de datos y el índice de refracción va a tener un valor más exacto.

• La velocidad de propagación de la luz en el medio es igual a la velocidad de la luz sobre el índice de refracción de los medios.

• Se comprobó que el ángulo de incidencia es igual al ángulo de reflexión por la ley y experimentalmente.

• El ángulo de transmisión ese produce de una manera menor al ángulo que se tiene de incidencia.

7.CUESTIONARIO:

REFRACCIÓN.

Según la ley de la refracción.

 ¿Qué pasa con el rayo cuando incide del aire hacia el agua?

 ¿Y si el rayo procede del agua y sale hacia el aire? Ilustre la respuesta con un dibujo.

Cuando la luz pasa del aire al agua, su velocidad de propagación se reduce, en cambio cuando pasa del agua hacia el aire aumenta.

[pic 113]

¿Es válida la ley de la reflexión si la superficie no es especular? Explique

Si la superficie de un material es ‘rugosa’, y no microscópicamente lisa, se producirán reflexiones difusas. Cada rayo de luz que cae en una partícula de la superficie obedecerá la ley básica de la reflexión, pero como las partículas están orientadas de manera aleatoria, las reflexiones se distribuirán de manera aleatoria.

Si la superficie de un material es microscópicamente lisa y plana, como en el caso del vidrio float, los haces de luz incidentes y reflejados crean el mismo ángulo con una normal a la superficie de reflexión produciendo una reflexión especular.

Cuando la superficie reflectante es muy lisa ocurre una reflexión de luz llamada especular o regular. Para este caso las leyes de la reflexión son las siguientes:

1. El rayo incidente, el rayo reflejado y la recta normal, deben estar en el mismo plano (mismo medio), con respecto a la superficie de reflexión en el punto de incidencia.
2. El ángulo formado entre el rayo incidente y la recta normal es igual al ángulo que existe entre el rayo reflejado y la recta normal.

¿Es válida la ley de la reflexión si la superficie reflectante es curva? Explique

Si se da si es que la superficie está correctamente hecha, cóncava como los reflectores de las luces de los carros.

1. Cuando usted está de pie afuera, bajo la luz del sol, cerca de una ventana de un solo cristal y mira hacia el interior oscuro de un edificio, ¿por qué con frecuencia ve dos imágenes de usted mismo una superpuesta sobre la otra?

La reflexión de la luz que proviene de una superficie pulida, en la figura 25-3(a), se llama reflexión regular o especular. La luz que incide sobre la superficie de un espejo o vidrio se refleja especularmente. Si toda la luz incidente que golpea una superficie se reflejara de esta manera, no podríamos ver la superficie. Únicamente seríamos capaces de ver imágenes de otros objetos. Es la reflexión difusa la que nos permite ver una superficie.

 Una superficie irregular o áspera esparce y dispersa la luz incidente, lo que da por resultado que se ilumine la superficie. La luz reflejada por ladrillos. Concreto o periódicos son ejemplos de la reflexión difusa.

1. Bajo qué condiciones se forma un espejismo. En un día caliente ¿Qué observa cuando mira el espejismo de un charco de agua en la carretera?

La explicación física a los espejismos debemos buscarla en el efecto óptico que produce la refracción de la luz, el mismo fenómeno que hace que al introducir un lápiz en un vaso de agua, parezca que el lápiz se ha quebrado en dos. Esto ocurre debido al cambio de densidad entre los dos medios, el líquido y el gaseoso, que provoca un cambio en la velocidad de la luz que conlleva a una desviación del ángulo. En este caso ha ocurrido una refracción parcial.

Ahora bien, cuando las capas de aire adquieren temperaturas diferentes, como ocurre en la superficie caliente del asfalto, la densidad también varía entre ellas de modo que, cuando la luz solar las atraviesa, ocurre el mismo fenómeno de refracción pero de una manera superficial, produciéndose una refracción total que hace que la superficie refleje el entorno como si fuera un espejo, dando origen a los espejismos.

1. Resuma e investigue el funcionamiento de la fibra óptica y sus funciones.

Es un sistema de transmisión de datos que se hace a través de un filamento de vidrio o plástico, existe gracias al principio de reflexión total interna, ya que los rayos de luz dentro de la fibra van rebotando con las paredes externas del filamento. Para que este filamento de vidrio conduzca la información a través de la luz, se necesita que a los extremos de este existan dispositivos electrónicos que de un lado envíen la información en forma de rayos de luz, y del otro lado haya un interpretador de esta información que reciba y decodifique la señal.

Funciones

• Telecomunicaciones, ya que permiten enviar gran cantidad de datos a una gran distancia, con velocidades similares a las de radio y superiores a las de cable convencional.
• Son el medio de transmisión por excelencia, al ser inmune a las interferencias electromagnéticas, y también se utilizan para redes locales donde se necesite aprovechar las ventajas de la fibra óptica por sobre otros medios de transmisión.

1. Explicar el fenómeno del arco iris y ¿Por qué el arco de un arcoíris aparece con rojo en la parte superior y violeta en la inferior?

El arco iris es fenómeno óptico meteorológico que se produce por la aparición de un espectro de luz proveniente del Sol, cuando atraviesa pequeñas partículas de humedad contenidas en la atmósfera terrestre. El rojo se curva menos y los distintos colores se van curvando más hasta el violeta, que es el que más lo hace. El rayo blanco se convierte así en un conjunto de rayos de distintos colores que se van separando más a medida que avanzan (en realidad el espectro es continuo pero nosotros los identificamos por los colores básicos).

8. BIBLIOGRAFÍA:

• Joseph W Kane; Morton M Sternheim; José Casas Vázquez;D Jou,(1996) Física (Segunda ed) Barcelona : Reverté  
• Resnick, R., Halliday, D., & Krane, K. S. (2003). Física . México: Continental.
• Serway Raymond A., JewettJhon W. Jr. (2014). Física Para ciencias e ingenierías, (Novena ed., Vol. 1). México: CengageLearnig.
• Vallejo, P., & Zambrano, J. (2008). Física Vectorial. Quito: RODIN.

Anexos:

 Reflexión:

[pic 114]

[pic 115][pic 116]

[pic 117][pic 118]

Refracción:

[pic 119][pic 120]

[pic 121][pic 122]