America Latina, Introduccion Al Extremo Occidente

Facultad de Matemática, Astronomía y Física

Universidad Nacional de Córdoba

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Física General IV: Óptica

Práctico de Laboratorio N 2: Medición del Índice de Refracción

Objetivo: Determinación experimental del índice de refracción de diferentes líquidos y sólidos

Introducción: Un haz de luz que se propaga en un medio homogéneo e isótropo recorre un camino rectilíneo. Al atravesar una superficie plana que limita dos medios de distinta naturaleza, el haz sufre un cambio de dirección el cual queda descripto por la ley de Snell:

(1)

donde ( ) es el ángulo que forma el haz incidente (transmitido a través de la superficie o refractado) con respecto a la normal a la superficie y y son los respectivos índices de refracción a uno y otro lado de la superficie. De la Ec. (1) resulta que a medida que crece, tambien crece. Si , existe un valor máximo para , , a partir del cual no se obtendrá rayo refractado, siendo todo el haz incidente reflejado por la superficie. El valor de que resulta de la condición , es tal que

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y se lo conoce como ángulo de reflexión total interna.

Cuando un haz de luz ingresa a un prisma de material transparente, emerge desviado de su dirección original en un ángulo , conocido como desviación angular. En la Figura 1 se representa esquemáticamnete esta situación.

Figure 1: Esquema de la propagación de un rayo de luz a través de un prisma

A partir de consideraciones geométricas sencillas, puede verse que

(3)

(4)

Experimentalmente se verifica que existe un ángulo de desviación mínima, , el cual, por argumentos de simetría, puede demostrase que se obtiene cuando el haz atraviesa el prisma de manera completamente simétrica; esto es, cuando y en consecuencia . En este caso, a partir de la Ec. (3) se tiene que y de la Ec. (4) resulta que . Utilizando ahora la Ley de Snell sobre la primer superficie del prima resulta

(5)

donde es el índice de refracción del material con el que se construyó del prisma y es el correspondiente í ndice del medio que rodea al prisma.

Desarrollo Experimental:

Se propone la determinación experimental de los índices de refracción de distintos líquidos traslúcidos (agua, alcohol y glicerina) y algunos sólidos transparentes, mediante experimentos de refracción. Es importante determinar cual de los distintos métodos propuestos permite la medición con mejor calidad de error.

Experiencia 1: Disponga la cuba de acrílico transparente de sección semicircular sobre la platina graduada como goniómetro en el banco óptico. Llene la cuba con el líquido cuyo

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