Practica 3.-Lab Fisica IV 1749158 PDF

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UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE NUEVO LEÓNFacultad de Ingeniería Mecánica y EléctricaPractica“ Estudio del fenómeno de la Refracción de laluz”SEMESTRE AGOSTO 2020 – ENERO 2021Profesor: RAFAEL VALLEJO GARZAMateria: LABORATORIO DE FÍSICA IVGRUPO 608 // SALON 6F01//HORA: N3-NMATRICULA NOMBRE CARRERA1749158Juve...

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UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE NUEVO LEÓN

Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica Practica #3 “Estudio

del fenómeno de la Refracción de la luz”

SEMESTRE AGOSTO 2020 – ENERO 2021

Profesor: RAFAEL VALLEJO GARZA Materia: LABORATORIO DE FÍSICA IV GRUPO 608 // SALON 6F01//HORA: N3-N4 MATRICULA

NOMBRE

CARRERA

1749158

Juvencio Martin Osorio Bautista

IMA

Ciudad Universitaria, San Nicolás de los Garza, N. L. Lunes 28 de septiembre del 2020

“Estudio del fenómeno de la Refracción de la luz” Hipótesis En esta práctica se espera observar que el rayo de luz que pasara por la figura semi cilíndrica de acrílico provoque un cambio en la dirección del rayo de luz, esto debido a que el acrílico ocasionara que la velocidad se propague, también se espera comprobar la ley de Snell con la formula proporcionada.

Marco teórico La refracción de la luz es el cambio de dirección de los rayos de luz que ocurre tras pasar estos de un medio a otro en el que la luz se propaga con distinta velocidad. Se rige por dos principios o leyes de la refracción: • El rayo incidente, el refractado y la normal a la superficie en el punto de incidencia están en el mismo plano •

La ley de Snell de la refracción, que marca la relación entre el ángulo de incidencia iˆ , el de refracción rˆ , y los índices de refracción absolutos de la luz en los medios 1 y 2, n1 y n2, según:

sin(iˆ)/sin(rˆ)=n2/n1 El rayo reflejado permanece en el medio del rayo incidente. El rayo refractado, en cambio, pasa a uno distinto. En un medio con n1>n2, a medida que aumentamos el ángulo de incidencia iˆ también lo va haciendo el de refracción rˆ, llegando un momento en el que el rayo refractado formará 90º con la normal, es decir, 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(n2n1) Donde: • θc : Es el ángulo crítico. Su unidad de medida en el Sistema Internacional (S.I.) 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 Decimos que se produce reflexión total o reflexión interna total en un medio con n1>n2 cuando no existe ángulo refractado y sólo existe rayo reflejado. Se produce para aquellos valores de ángulo incidente iˆ cuyo valor es mayor que el ángulo crítico θc:

iˆ⩾θc

Índice de Refracción Hemos hablado en varias ocasiones del índice de refracción, pero ¿qué es exactamente? El índice de refracción es un número que nos indica la relación existente entre la velocidad de la luz en el vacío (c) y la velocidad (v) de propagación en dicho medio. Esto se puede expresar matemáticamente con la siguiente fórmula: n = c/v En el vacío o en el aire, el índice de refracción es igual a 1. En el resto de los medios, el n es mayor que uno ya que la velocidad de la luz (c) siempre va a ser mayor que la velocidad de propagación en ese medio.

Procedimiento 1. Con un aparato que da a un rayo láser hacia una mesa giratoria de forma circular, que esta graduada con valores que representan los ángulos y un acrílico semicircular transparente. 2. Se puso el acrílico en la mesa de lado de que entrara el láser del lado recto del semicírculo (del aire al semicírculo). 3. Nos dieron datos como el índice de refracción del aire es 1 y hay que calcular el índice de refracción del acrílico que viene siendo n2 4. El otro caso a estudiar es poner el acrílico de tal manera que entre el haz de la luz en la parte del semicírculo y ahora el n1 seria nuestra incógnita, y n2 la refracción del aire. (del semicírculo al aire) 5. Todo esto es con base a una tabulación, para comprobar la ley de refracción

Cálculos: Caso1: Entra por el aire y sale por el semicírculo del acrílico. CASO 1 θi 6º 9º

θr 5º 8º

n1 1 1

n2 0.67 1.12

15º 20º

11º 16º

1 1

1.36 1.24

25º 30º

20º 24º

1 1

1.235 1.23

Caso 2: Entra por el acrílico y sale por el aire. CASO 2 θi 5º

θr 10º

n2 1

n1 1.99

10º 16º 24º 30º 40º 42º

17º 25º 39º 50º 75º 0º

1 1 1 1 1 1

1.68 1.533 1.55 1.532 1.5 0

Conclusión: En esta práctica pusimos a prueba los distintos ángulos de refracción que puede tener el rayo, en el caso 1 el ángulo de refracción es menor al de incidencia y en el caso 2 el de incidencia es menor que el ángulo de refracción. Los valores de n son muy aproximados, gracias al promedio que obtuvimos podemos decir que la velocidad de propagación de la luz es más rápida en el aire que en el acrílico.

Bibliografía • •

https://www.fisicalab.com/apartado/reflexion-refraccion-luz http://www.educaplus.org/luz/refraccion.html...