INFORME DE LABORATORIO N°1 “ESPEJOS PLANOS Y ESFERICOS”

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INFORME DE LABORATORIO N°1

“ESPEJOS PLANOS Y ESFERICOS”

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Resumen

En el siguiente trabajo se encontrará en forma bastante detallada, cada una de las acciones realizadas en el laboratorio para la realización del presente informe que trata acerca de explicar como se realizó el experimento de encontrar ángulos, imágenes y pre-imagen y rayos de incidencia y reflejados en espejos planos como tambien de encontrar el centro, distancia focal y radio en un espejo esférico en el laboratorio, además de tomar nota de los datos extraídos, verificar si los cálculos y resultados coinciden con las leyes de reflexión de espejos planos y esféricos y explicar el por qué del error en ciertos cálculos.

Objetivos

• Verificar la ley de reflexión en los espejos planos.
• Verificar la teoría de formación de imágenes en espejos planos.
• Verificar la teoría de formación de imágenes en espejos esféricos.

Introducción Teórica

Instrumentos y accesorios utilizados

A.- Para el experimento de Espejos Planos, los materiales a utilizar fueron:

• 1 Espejo plano.
• 1 Bloque de madera.
• 3 Hojas de papel.
• 9 Alfileres.
• 1Bloque de plumavit.
• 1 Tabla o base plana.
• 1 regla metálica.
• 1 transportador.

B.- Para el experimento de Espejos Esféricos, los materiales a utilizar fueron:

• 2 Bancos ópticos.
• 1 Mesa porta prismas.
• 1 Espejo esférico.
• 1 Pantalla traslucida.
• 3 Jinetillos.
• 1 Un pie de metro.
• 1 Huincha de medir.
• 1 Fuente luminosa (en este caso nuestra fuente luminosa fue una vela).

Procedimiento Experimental

Para comenzar a montar el experimento, se procedió de la siguiente forma:

Se tomaron las medidas de la hoja horizontalmente y verticalmente para luego dividirla en cuatro partes, dibujando una línea vertical a la mitad de la hoja y una línea horizontal perpendicular a la línea vertical de igual manera a la mitad de la hoja.

Se colocó la hoja sobre una tabla de madera (cabe destacar que la hoja debió quedar lo mas fija posible sobre la tabla para que no se mueva y no se produzca un gran error en la medición), se dejó la hoja de tal manera que sobre la línea más corta se deje posicionado el espejo sobre la hoja, también se debió cuidar que el límite del espejo haya quedado justo sobre la línea horizontal (para que quede más claro se puso la hoja de forma vertical sobre la tabla, y el espejo se puso sobre la línea horizontal).

Posteriormente por la línea vertical que cruza perpendicularmente al espejo se coloca un alfiler martillandolo a cinco centímetros de distancia del espejo, es decir, el alfiler quedó situado a cinco centímetros frente al espejo por la línea vertical, a este alfiler le llamamos el objeto “O” que se refleja en el espejo formando una imagen al que llamamos “O’”.

Continuando con la realización del experimento, a la derecha del alfiler o del objeto “O” se ubica y se fija de manera aleatoria otro alfiler “A” sobre la hoja tratando de tapar la punta del alfiler de la imagen formada por el objeto “O” en el espejo, (este proceso se logra ubicando la vista de la persona al nivel de la madera de tal forma que se logre ver una sola imagen) luego se posiciona otro alfiler “C” que se ubica entre el alfiler “A” y el límite del espejo realizando el mismo procedimiento anterior hasta obtener las posiciones del alfiler “B”, “D”, “E” Y “F”, con la unica diferencia que para el alfiler “nose” se ubicó aleatoriamente al lado izquierdo de “O”.

Para el experimento de objetos esféricos se comenzó por ubicar una vela encendida en el jinetillo de uno de los rieles, luego se posicionó otro riel que sostendría un prisma (que permitía reflejar la pre-imagen) paralelamente horizontal muy cerca del que portaba la vela, además frente a este último riel se ubicó un espejo esférico convexo. Al ya tener todo montado se procedió a ubicar el centro del espejo convexo, buscando el momento donde la imagen (vela) tuviera el mismo tamaño que la pre-imagen que la pantalla traslúcida reflejaba (donde estuviera lo mas nítida posible), el radio, que se encuentra tomando la medida desde el espejo hasta el centro y por último la distancia focal, que es la distancia del radio hasta el espejo convexo.

Todo lo anteriormente nombrado se registró en tablas mostradas en los resultados.

Resultados

A.- Resultados para el experimento de espejos planos:

Las líneas rectas trazadas desde el objeto “O” hasta el límite del espejo justo en el punto P representa el rayo incidente, mientras que su rayo reflejado será la recta que parte desde el punto P hasta el punto A, este proceso es repetido 2 veces con los puntos correspondientes A: desde el objeto “O” hasta el punto P’ y desde P’ hasta el punto B, desde el objeto “O” hasta el punto P’’ y desde el punto P’’ hasta el punto F; es necesario aclarar que definimos puntos a aquellas posiciones en donde estuvieron los alfileres, mientras que los puntos “P” son las intersecciones entre los rayos incidentes que parten desde el objeto “O” con las rectas prolongadas más allá del límite del espejo; a partir de los rayos incidentes y reflejados con las superficie plana, en este caso el espejo plano, se midieron los ángulos incidentes )  y los ángulos de reflexión  con respecto a la normal según corresponda, estos datos fueron registrados en la Tabla 1.[pic 4][pic 5]

Posteriormente las líneas punteadas que están detrás del límite del espejo se intersectan en un punto “I” que representa a la Imagen virtual, este punto “I” representa a la imagen formada en el espejo, imagen que vista por el ojo del ser humano pareciera que se forma detrás del espejo, la posición de esta imagen está dada por la medida de la distancia que hay desde el espejo hasta la imagen (distancia representada por la letra “S’”)  mientras que la posición del objeto “O” está dada por la medida de la distancia que hay desde el espejo hasta el objeto “O” (distancia representada por la letra “S”), estos datos fueron registrados en la Tabla 1.

A su vez con las rectas trazadas desde los puntos A,B,F hasta la imagen se describió  lo que se llama el camino óptico de la imagen (COI), midiendo la distancia que existe entre estos puntos y la imagen; el mismo procedimiento se realizó con el objeto “O”, pero a diferencia del COI esta distancia no es una línea recta, sino que, corresponde a la suma de lo que mide el rayo incidente ( es decir, desde “O” hasta el punto P,P’,P’’, según corresponda) más lo que mide el rayo reflejado ( es decir, desde el punto P hasta el punto A,B,F, según corresponda) esta distancia se llama camino óptico del objeto COO, estos datos fueron registrados en la Tabla 1.

Nota: todos los puntos recientemente propuestos están ilustrados en la hoja adjuntada al final del informe.    

TABLA 1:

Según la ley de reflexión el ángulo incidente debe ser igual al ángulo reflejado una vez que el rayo es reflejado por la superficie del espejo cóncavo, al interpretar los resultados de la tabla 1 en cuanto a los ángulos se observa que el ángulo incidente no es igual al ángulo reflejado debido a que hay una variación mínima entre ellos, por eso el cálculo del error porcentual es importante ya que permite hacer una aclaración y aproximación en cuanto a la lejanía o cercanía que hubo al momento de hacer las mediciones de los ángulos, el error apreciado es bastante alto por lo que probablemente significaría que el uso de los instrumentos y la forma de medir no es la correcta y que además hay factores que influyen al momento de realizar la experiencia y tomar los datos que modifican la exactitud de la experiencia junto con eso se deja en evidencia de que las condiciones en que se montó el experimento no fueron  las aptas, es decir el montaje del experimento no se produjo en condiciones ideales como para que el error fuera cero o fuera muy mínimo; cabe destacar que  hay muchos factores que influyen al momento de montar el experimento y de tomar valores, factores como la posición de los alfileres sobre la hoja fueran o estuvieran un poco corridos, lo que se puede deber al fallo de la mirada del ojo humano, movimiento alguno del espejo en la hoja, como también el trazo de las rectas sobre los puntos, medir los ángulos, y/o algún fallo en el instrumento de medición, ya sea la regla, el transportador, la calculadora, entre otros materiales que fueron utilizados y que influyen al momento de tomar las medidas. Finalmente la ley de reflexión no se cumple en su totalidad, es decir que siempre existirá un factor que provocara un cambio al momento de expresar los resultados, lo que llamamos error, las medidas serán similares pero jamás iguales, a menos que sea un experimento en condiciones ideales y con instrumentos de medición ideales, generando un error muy pequeño y/o mas cercano a cero o simplemente cero.

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