PRACTICA 7.- REFLXIÓN Y REFRACCION.

PRACTICA 7.- REFLXIÓN Y REFRACCION

1. Objetivo

Verificar las leyes de Snell, utilizando radiación electromagnética visible.

1. Introducción

La óptica es la rama de la Física que trata los temas acerca de la naturaleza de la luz, sus fuentes, su propagación y los efectos que produce. La mayoría de las aplicaciones se estudian con la óptica geométrica, rama que trata la propagación de la luz considerándola como rayos y haces, que en los medios homogéneos son líneas rectas.

La luz observa principalmente las siguientes propiedades:

1. Propagación rectilínea en los medios homogéneos.
2. Reflexión y refracción en el límite de separación de los medios diferentes.
3. Interferencia.
4. Difracción.
5. Polarización.

La reflexión se observa principalmente en las superficies pulimentadas, aunque esta se produce en todos los cuerpos. El principio de Huygens es un auxiliar valioso para explicar este fenómeno (ver pregunta 1 del cuestionario). La refracción o desviación de la luz al pasar por un medio a otro depende únicamente de la velocidad de la luz en los medios, esto se puede explicar fácilmente,  utilizando la teoría ondulatoria. Partiendo de esta teoría se obtiene la Ley de Snell, la que describe el fenómeno de refracción:

     …….. (1)[pic 1]

Donde V1 y V2 son las velocidades de la luz en medio (1) (medio de incidencia) y en el medio de transferencia (2) respectivamente.

Antes de empezar a desarrollar la práctica es importante conocer los siguientes conceptos:

1. El principió de Huygens.
2. Enunciar las leyes de reflexión y refracción.
3. ¿Qué es la reflexión total interna?

1. Principio de Huygens:

Todo punto de un frente de onda inicial puede considerarse como una fuente de ondas esféricas secundarias que se extienden en todas las direcciones con la misma velocidad, frecuencia y longitud de onda que el frente de onda del que proceden.

2. Leyes de Reflexión y Refracción:

*Los rayos incidente, reflejado, refractado y la normal están en el mismo plano.
* El ángulo de incidencia y de reflexión son iguales para cualquier par de materiales y para todas las longitudes de onda θ i = θ ′ r Ley de reflexión.
* El cociente de los senos de los ángulos de incidencia y refracción es constante e igual al inverso del cociente de los índices de refracción Ley de Snell sin θ i sin θ r = n 2 n 1 = n21.

     3. ¿Qué es la reflexión total interna?

Es el fenómeno que se produce cuando un rayo de luz atraviesa un medio de índice de refracción n2 menor que el índice de refracción n1 en el que éste se encuentra, se refracta de tal modo que no es capaz de atravesar la superficie entre ambos medios reflejándose completamente.

1. Desarrollo experimental.

3.1.  Material:

• Un disco de Hartl.

• Un espejo plano

• Un prisma recto

• Un banco o soporte ajustable para fuente laser

• Un lente semicircular

3.2. Actividad 1.- Reflexión.

Monte el dispositivo mostrado en la figura 1, este se empleara en todos los experimentos. Verifique que el rayo reflejado se refleje directamente en la abertura de la fuente del rato laser.
Deberá alinear el haz de laser de tal manera que este sea perpendicular a la línea de referencia 90°-270° del disco de Hartl. Coloque el espejo plano de tal forma que la superficie de este coincida paralelamente a la línea de referencia. Verifique que el rayo reflejado incida directamente n la abertura de la fuente del laser.
Gire manualmente el disco de Hartl a diferentes ángulos de acuerdo a la tabla I. (ver figura 2) Lea el ángulo del rayo reflejado (si es necesario haga uso de una hoja blanca para auxiliarse) anote sus lecturas en la tabla I.

Tabla I

Discusión

1. ¿son congruentes los datos asentados en la tabla 1 con las leyes de reflexión? ….SI

1. Si existen errores en los datos obtenidos, ¿De qué tipos son y a que los atribuye?......NO

3.3. Actividad  2.- Refracción.

Coloque el lente semicircular sobre el disco de Hartl como se muestra en la figura 1.3. Verifique que la parte recta de la lente conocida con la línea de referencia. 90°-270°. En esta  posición, el rayo reflejado debe incidir nuevamente en la abertura en la abertura de la fuente laser. A continuación gire el disco lentamente  a ángulos indicados en la tabla II.
En esta figura,  corresponde al angulo de iencidencia, al ángulo de reflexión y  al ángulo de transmisión; n1es el índice del medio (1), en nuestro caso el aire y n2 representa el índice del medio (2) (vidrio).[pic 4][pic 5][pic 6]

...