Informe DE Leyes DE LA Optica Geométrica PDF

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BIOFÍSICA MÉDICA

UNIVERSIDAD PRIVADA ANTENOR ORREGO FACULTAD DE MEDICINA ESCUELA DE MEDICINA HUMANA

LEYES DE LA ÓPTICA GEOMÉTRICA

 ALUMNO: Ximena Atarama Cieza  DOCENTE: Julio Cesar Tiravantti Constantino  CURSO: Biofísica  FECHA: 10/09/2020

BIOFISICA MEDICA

LEYES DE LA OPTICA GEOMÉTRICA OBJETIVOS: 1.1 Comprobar las leyes de refracción y de reflexión totol interna de la luz. 1.2 Medir el índice de refracción del vidrio . 1.3 Medir el ángulo crítico para el sistema vidrio-aire. 1.

RESUMEN (

)

Para la elaboración de este informe el cual su tema es la importancia de las leyes de la geometría óptica y su aplicación en la oftalmológica, cabe destacar que es una de las ramas más importantes en la medicina. Con los datos tomados del simulador y con las tablas hemos podido realizar 2 gráficas. Uno de refracción, en el cual utilizamos como medio al aire y también al vidrio. En el segundo gráfico que es de refracción total inversa hemos utilizado al vidrio y luego, al aire. Con un puntero láser nos encargamos de emitir el rayo de luz de refracción y con un transportador se midieron los ángulos refractados. Se supo que en el índice de refracción del vidrio por teoría es 1,50 obtuvimos en el primer gráfico aproximadamente un índice de 1,44. Sacamos los errores porcentuales de los valores experimentales del los gráficos mediante las fórmulas aprendidas en clases. Las ecuaciones empíricas obtenidas en las gráficas fueron: Sen 1 = 0,04 + 1,44 Sen 2 y Sen 1 = 0,01 + 0,65 Sen 2. Por ultimo, aplicamos el método estadístico con ecuaciones resultantes de: Sen 1 = 0,05 + 1,42 Sen 2 y Sen 1 = 0,006 + 0,65 Sen 2.

2.

MATERIALES E INSTRUMENTOS (

)

Materiales

Instrumentos

Precisión

Apuntador laser

transportador

1g°

vidrio

Regla

1mm

Aire Papel milimetrado

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3.

PROCEDIMIENTO Y DATOS EXPERIMENTALES (

)

Refracción de la Luz

4.1 Prepare el equipo virtual como se muestra en la figura 4.

figura 4. 4.2 Centrar el sistema óptico alineando el haz de luz con el cero (“Normal”) de la escala graduada(tranportador) asegurando que el rayo pase sin curvarse. 4.3 Rotar en sentido horario

el

equipo de rayos, en ángulos de 10° y observe los

correspondientes ángulos de refracción 2. Llenaar la tabla 1.

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Reflexión Interna Total

4.7 Instale el equipo, de modo que el rayo incidente atraviese la región de vidrio y luego aire, cuando el ángulo formado por el rayo y la línea normal a la superficie sea sea cero grados, el rayo pase sin curvarse (figura 5).

(figura 5). 4.8 Sin mover el transportador, gire en sentido antihorario (o horario) el equipo de rayos graduando los ángulos sugeridos en la Tabla 2 y medir los correspondientes ángulos de refracción 2. DATOS EXPERIMENTALES Tabla 1: Refracción 1

2

3

4

5

6

7

8

1( ° ) 10°

30°

40°

50°

60°

60°

70°

80°

2( º ) 5°

18-19° 24°

30°

34-35° 34-35° 38°

40°

i Angulo de incidencia angulo refractado

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Tabla 2: Reflexión Total Interna i

1

2

3

4

5

6

7

8

10

20

30

35

40

41

41,5

42

Angulo 1 (°)

de incidencia Angulo

2 (°)

de

15°

30°

49°

60°

75°

85°

86°

90°

refracción

PROCESAMIENTO Y ANÁLISIS- DISCUSIÓN (

)

Refracción 5.1 Complete la Tabla 3 con los datos de las Tablas 1 y 2 Tabla 3: N 1 2 3 4 5 6 7 8

1 (°) 10 20 30 40 50 60 70 80

Refracción 2 (°) sen1 5 0,17 11 0,34 18 0,50 24 0,64 30 0,76 35 0,86 38 0,93 40 0,98

sen2 0,08 0,19 0,30 0,40 0,50 0,57 0,61 0,64

1 (°) 10 20 30 35 40 41 41,5 42

Reflexión total interna 2 (°) sen1 sen2 15 0,17 0,25 30 0,34 0,50 49 0,50 0,75 60 0,57 0,86 75 0,64 0,96 85 0,65 0,99 86 0,66 0,99 90 0,66 1,00

Análisis Gráfico 5.2 Grafique sen1 vs. sen2 y halle la pendiente e intercepto y luego escriba la ecuación empírica respectiva. Pendiente B = 1,44

Intercepto A = 0,04

Ecuación empírica Sen 1 = 0,04 + 1,44 Sen 2 Índice de refracción del vidrio 1,44

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Análisis Estadístico 5.3 Calcule por regresión lineal la pendiente e intercepto de la recta sen1 vs. sen2: B = 1,42

A = 0,05

Ecuación empírica Sen 1 = 0,05 + 1,42 Sen 2 5.4 ¿Cuál es el valor experimental del índice de refracción del vidrio? nv = 1,429 Reflexión Interna 5.5 Indique cuáles son los medios de incidencia (medio 1) y de refracción (medio 2) en el experimento. medio 1 = vidrio

medio 2= aire

Análisis Gráfico

5.6 Grafique sen1 vs. sen2.y obtenga B y A y la ecuación empírica respectiva B = 0,65

A = 0,01

Ecuación empírica Sen 1 = 0,01 + 0,65 Sen 2 Análisis Estadístico

5.7 Calcule por regresión lineal la pendiente, intercepto y ecuación de la recta del ítem 6. A = 0,006

B = 0,65

Ecuación empírica: Sen 1 = 0,006 + 0,65 Sen 2 5.8 Calcule el valor experimental del ángulo crítico. Use el valor experimental del índice de refracción del vidrio. c = 40,54 5.9 Si el índice de refracción para el vidrio dado por la bibliografía es 1,50. Halle con respecto a este valor el error en por ciento del índice de refracción experimental y del ángulo crítico

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e% (nv ) = (Vt−Ve) Vt �100%

e%(c) =(Vt−Ve) Vt �100%

(1,5−1,44) 1,5 �100%

(65−40,54) 65 �100%

e%= 4%

e%= 5,7%

6. RESULTADOS (

Análisis

Gráfico

)

Ecuación empírica sen1 vs. sen2

Índice de refracció n vidrio acrílico

sen1= 0,04 + 1,44 sen2

Estadístic

sen1= 0,05 +

o

1,42 sen2

e%(nv)

Angulo critico interface vidrio-aire

e%(c)

1,44

4%

0,65

5,7%

1,42

4%

0,65

5,7%

DISCUSIÓN En la tabla de resultados colocamos los datos o producto de cada región que nos indicaba, coincidimos que para la ecuación empírica debemos sumar la pendiente con la intersección de la recta, luego pudimos hallar, con el índice de refracción, el error porcentual de nv y con ayuda de la bibliografía 1.50, los errores porcentuales se dan por el valor teórico y el valor experimental. Finalmente, el ángulo crítico de interface vidrio-aire se produce gracias a la fórmula sen c = na/nv, también intervienen los medios que son el vidrio y el aire, dando para ambos casos (gráfico y estadístico) el resultado de sen c = 1.5/ 1. Aquí, influye La ley de la reflexión que al incidir la luz en una superficie lisa como la de un espejo, choca con dicha superficie y se refleja del mismo modo que una bala choca contra una placa de acero. La ley de la refracción o cambio en la dirección de la trayectoria que experimenta la luz cuando pasa de un medio a otro diferente, por ejemplo, del aire al agua. La refracción es debida a la diferente densidad de los medios por los que atraviesa la luz. 7. CONCLUSIONES ( 7.1 Defina el rayo de luz

)

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Es una línea que tiene el mismo sentido de propagación que la luz. A nivel gráfico o simbólico, se dibuja una raya que señala cómo se propaga la luminosidad. Podemos decir que el rayo de luz es una especie de construcción teórica para referirse al recorrido que realiza la energía lumínica. Debido a ciertos fenómenos físicos que pueden desarrollarse, la noción puede carecer de lógica en algunos contextos. El haz luminoso es el conjunto de rayos que comparten un cierto origen en la que cuya propagación se desarrolla sin que exista la dispersión. De un mismo punto, surgen múltiples rayos luminosos que componen un haz de luz. Lo podemos analizar desde distintos puntos de vista, como en: -Óptica física: Que es la rama de la física en la que se considera la luz una onda y da explicación a ciertos fenómenos que no serían posibles si la entendiera como un rayo. Por ejemplo, la difracción que es la capacidad de cambio de dirección que las ondas presentan cuando se encuentran con ciertos obstáculos, algo que no podría hacer un rayo ya que no posee esta propiedad de la onda y la polarización, la cual es una propiedad que produce, por ejemplo, el efecto de eliminación de brillos, cuando uno o más de los diversos planos en los cuales las ondas lumínicas vibran impiden que éstas pasen. 7.2 ¿Es el ángulo crítico una característica de un solo medio o de dos?. Ilustre su respuesta con una fórmula matemática En un medio con n1>n2, conforme vamos aumentando el ángulo de incidencia iˆ, también va aumentando el de refracción rˆ , llegando a un momento en el cual, el rayo refractado formará 90º con la normal, en otras palabras, no habrá rayo refractado y sólo se observará el rayo reflejado. Llamamos ángulo crítico o ángulo límite y lo denotamos por θc al ángulo de incidencia en una superficie de separación entre dos medios con n1>n2 que hace que el ángulo refractado sea de 90º. Su expresión viene dada por: θc=arcsen(n2/n1) Donde: •

θc : Es el ángulo crítico (unidad de medida en el Sistema Internacional es el

radián). •

n1, n2 : Índices de refracción absolutos de los medios 1 y 2 respectivamente.

(es una magnitud adimensional cuyo valor se puede calcular a partir de la velocidad de la luz en el vacío y en el medio según n=c/v).

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7.2 Mediante un dibujo ilustre la reflexión en un espejo concavo

8. BIBLIOGRAFÍA (

)

Junta de Andalucía. OPTICA FISICA Y ÓPTICA GEOMÉTRICA 2015 Disponible en: http://www.juntadeandalucia.es/averroes/centrostic/41008970/helvia/sitio/upload/opticafisicaygeo metricafinal.pdf

9. CALIDAD Y PUNTUALIDAD (

)

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