Lab #2 Coeficientes De Reflexion Y Refraccion (snell).docx
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UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER LAB 2: COEFICIENTE DE REFRACCIÓN SUBGRUPO 4.4 AUTORES: Edwadt Arley López Carvajal-(2154515)- Gabriel Fabián Badillo Rodríguez-(2154510)
TEORIA NATURALEZA DE LA LUZ
La luz es una forma de energía que emiten los cuerpos luminosos y que percibimos mediante el sentido de la vista. La luz es una refracción que se propaga en formas de ondas, aunque también se propaga en línea recta en forma de corpúsculos.
Isaac Newton (1642-1727) se interesó vivamente en los fenómenos asociados a la luz y los colores. A mediados del siglo XVII, propuso una teoría o modelo acerca de lo que es la luz, cuya aceptación se extendería durante un largo periodo de tiempo. Afirmaba que el comportamiento de la luz en la reflexión y en la
refracción podría explicarse con sencillez suponiendo que aquélla consistía en una corriente de partículas que emergen, no del ojo, sino de la fuente luminosa y se dirigen al objeto a gran velocidad describiendo trayectorias rectilíneas. Empleando sus propias palabras, la luz podría considerarse como «multitudes de inimaginables pequeños y velocísimos corpúsculos de varios tamaños. El físico inglés Thomas Young (1772-1829) publicó en 1781 un trabajo titulado «Esbozos de experimentos e investigaciones respecto de la luz y el sonido». Utilizando como analogía las ondas en la superficie del agua, descubrió el fenómeno de interferencias luminosas, según el cual cuando dos ondas procedentes de una misma fuente se superponen en una pantalla, aparecen sobre ella zonas de máxima luz y zonas de oscuridad en forma alternada. El hecho de que, en diferentes zonas, luz más luz pudiese dar oscuridad, fue explicado por Young en base a la teoría ondulatoria, suponiendo que en ellas la cresta de una onda coincidía con el valle de la otra, por lo que se producía una mutua destrucción. Aunque las ideas de Young tampoco fueron aceptadas de inmediato, el respaldo matemático efectuado por Agustín Fresnel (1788-1827) catorce años después, consiguió poner fuera de toda duda la validez de las ideas de Young sobre tales fenómenos, ideas que se apoyaban en el modelo ondulatorio propuesto por Huygens.
LEY DE SNELL
La segunda ley de Snell indica cómo se comporta la luz cuando pasa de un medio a otro, variando su velocidad (distintos medios ofrecen distinta resistencia al desplazamiento de la luz) y producen el fenómeno de la refracción. fórmula:
𝐧𝟏 · 𝐬𝐞𝐧𝛉𝟏 = 𝐧𝟐 · 𝐬𝐞𝐧𝛉𝟐 Donde 𝐧𝟏 es el índice de refracción del primer medio (cómo de difícil le resulta a la luz avanzar a través de él), 𝐧𝟐 es índice de refracción del segundo medio, y 𝛉𝟏 y 𝛉𝟐 los ángulos de incidencia y transmisión, respectivamente.
REFLEXIÓN Y REFRACCIÓN
La reflexión se produce cuando una onda encuentra una superficie contra la cual rebota. En la reflexión el rayo incidente y el reflejado se propagan en el mismo medio. La velocidad del rayo incidente y el reflejado es, por tanto, idéntica.
La reflexión especular que tiene lugar cuando la superficie reflectante está pulida (espejo) dando lugar a una reflexión dirigida. Si la superficie reflectante es irregular (una pared, por ejemplo) la luz incidente se refleja en todas direcciones, dando lugar a la llamada reflexión difusa. La reflexión nos permite ver los objetos ya que la luz que se refleja en ellos llega a nuestros ojos. Así, por ejemplo, si un objeto absorbe todos los colores de la luz blanca excepto el rojo, que es reflejado, aparecerá ante nosotros de ese color. Leyes de la reflexión: El rayo incidente, el reflejado y la normal están en un mismo plano. Los ángulos de incidencia y reflexión son iguales: 𝑖 = 𝑟 La refracción tiene lugar cuando una onda que se propaga en un medio pasa a otro en el cual su velocidad de propagación es distinta. Como consecuencia de esa distinta velocidad de propagación se produce una especie de “flexión” de la onda, que modifica su dirección de propagación. Al pasar de un medio a otro en el cual la velocidad es distinta, la longitud de onda va a variar, mientras que la frecuencia permanece inalterada. Para las ondas luminosas se define el índice de refracción del medio, n, como el cociente entre la velocidad de la luz en el aire, c, y la velocidad de la luz en el medio, v. 𝑐 𝑛=𝑣
ANALISIS Y RESULTADOS EXPERIMENTALES 𝑛1 𝑠𝑒𝑛𝜃𝑖 = 𝑛2 𝑠𝑒𝑛𝜃𝑟 1. 2. 3. 4.
Ley de Snell
n1 : Indice de refracción del medio procedente θi : Angulo de incidencia n2 : Indice de refracción del medio refractor θr : Angulo de refracción
32,7°
39,8°
1,18
36°
42,4°
1,14
40°
48,5°
1,16
n2 (Promedio) = 1,16 σx = 0,016 n2 = 1,16 ± 0,02
PORCENTAJE DE ERROR DEL COEFICIENTE DE REFRACCIÓN DEL AGUA 4.
Valor Teórico de la refracción del Agua: 1,33
%𝐸𝑅𝑅𝑂𝑅 =
1.
Primera Lamina
%𝐸𝑅𝑅𝑂𝑅 =
(𝜽𝒊 )
(𝜽𝒓 )
𝒏𝟐
30°
36,5°
1,189
38,2°
49°
1,220
34,4°
45°
1,251
Segunda Lamina (𝜽𝒊 )
(𝜽𝒓 )
𝒏𝟐
34,4°
43°
1,207
50°
63°
1,163
34,9°
42°
1,169
PORCENTAJE DE ERROR DEL COEFICIENTE DE REFRACCIÓN DEL x
¿Cuál es el ángulo límite para el agua?
Calcule el porcentaje de error con el valor real del coeficiente de refracción n en ese vidrio.
OBSERVACIONES Y CONCLUSIONES Cuando la onda viajera se desplaza y atraviesa un medio menos denso y pasa a uno de mayor densidad, dicha onda se acerca a la normal. Los datos obtenidos en la práctica realizada en el laboratorio no poseen una gran precisión debido a la existencia de imprecisión en el ojo humano. A medida que el haz de luz se acerca a los 90° el Angulo de transmisión se acerca a cero.
Con el Agua (𝜽𝒊 )
%𝐸𝑅𝑅𝑂𝑅 = 9,77%
GABRIEL AQUÍ NO SE QUE VA??????????????
n2 (Promedio) = 1,179 σx = 0,19 n2 = 1,179 ± 0,19
3.
1,33 − 1,20 × 100 1,33
En ¿qué forma se alterarían los datos, si en la parte B del experimento, la luz viajara de un medio menos denso a otro más denso?.
n2 (Promedio) = 1,22 σx = 0,03 n2 = 1,22 ± 0,03
2.
𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑇𝑒𝑜𝑟𝑖𝑐𝑜 − 𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟 𝐸𝑥𝑝𝑒𝑟𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑎𝑙 × 100 𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑇𝑒𝑜𝑟𝑖𝑐𝑜
(𝜽𝒓 )
𝒏𝟐
BIBLIOGRAFIA
http://fisica.laguia2000.com/dinamicaclasica/dinamica-de-una-particula/la-luzcorpuscular-los-corpusculos-de-luz https://es.wikibooks.org/wiki/F%C3%AD sica/%C3%93ptica/Leyes_de_la_reflexi %C3%B3n_y_de_la_refracci%C3%B3n. Tecnun, 28 de marzo de 2016, Tomado de: http://www4.tecnun.es/asignaturas/funfis _2/Apuntes/Naturaleza%20de%20la%2 0luz.pdf. Física Ondulatoria, 7 abril 2016, obtenido de: http://www.fisic.ch/cursos/primeromedio/refracci%C3%B3n-de-la-luz-yley-de-snell/ http://bibliotecadigital.ilce.edu.mx/sites/c iencia/volumen2/ciencia3/107/htm/sec_ 8.htm.
TEORIA NATURALEZA DE LA LUZ
La luz es una forma de energía que emiten los cuerpos luminosos y que percibimos mediante el sentido de la vista. La luz es una refracción que se propaga en formas de ondas, aunque también se propaga en línea recta en forma de corpúsculos.
Isaac Newton (1642-1727) se interesó vivamente en los fenómenos asociados a la luz y los colores. A mediados del siglo XVII, propuso una teoría o modelo acerca de lo que es la luz, cuya aceptación se extendería durante un largo periodo de tiempo. Afirmaba que el comportamiento de la luz en la reflexión y en la
refracción podría explicarse con sencillez suponiendo que aquélla consistía en una corriente de partículas que emergen, no del ojo, sino de la fuente luminosa y se dirigen al objeto a gran velocidad describiendo trayectorias rectilíneas. Empleando sus propias palabras, la luz podría considerarse como «multitudes de inimaginables pequeños y velocísimos corpúsculos de varios tamaños. El físico inglés Thomas Young (1772-1829) publicó en 1781 un trabajo titulado «Esbozos de experimentos e investigaciones respecto de la luz y el sonido». Utilizando como analogía las ondas en la superficie del agua, descubrió el fenómeno de interferencias luminosas, según el cual cuando dos ondas procedentes de una misma fuente se superponen en una pantalla, aparecen sobre ella zonas de máxima luz y zonas de oscuridad en forma alternada. El hecho de que, en diferentes zonas, luz más luz pudiese dar oscuridad, fue explicado por Young en base a la teoría ondulatoria, suponiendo que en ellas la cresta de una onda coincidía con el valle de la otra, por lo que se producía una mutua destrucción. Aunque las ideas de Young tampoco fueron aceptadas de inmediato, el respaldo matemático efectuado por Agustín Fresnel (1788-1827) catorce años después, consiguió poner fuera de toda duda la validez de las ideas de Young sobre tales fenómenos, ideas que se apoyaban en el modelo ondulatorio propuesto por Huygens.
LEY DE SNELL
La segunda ley de Snell indica cómo se comporta la luz cuando pasa de un medio a otro, variando su velocidad (distintos medios ofrecen distinta resistencia al desplazamiento de la luz) y producen el fenómeno de la refracción. fórmula:
𝐧𝟏 · 𝐬𝐞𝐧𝛉𝟏 = 𝐧𝟐 · 𝐬𝐞𝐧𝛉𝟐 Donde 𝐧𝟏 es el índice de refracción del primer medio (cómo de difícil le resulta a la luz avanzar a través de él), 𝐧𝟐 es índice de refracción del segundo medio, y 𝛉𝟏 y 𝛉𝟐 los ángulos de incidencia y transmisión, respectivamente.
REFLEXIÓN Y REFRACCIÓN
La reflexión se produce cuando una onda encuentra una superficie contra la cual rebota. En la reflexión el rayo incidente y el reflejado se propagan en el mismo medio. La velocidad del rayo incidente y el reflejado es, por tanto, idéntica.
La reflexión especular que tiene lugar cuando la superficie reflectante está pulida (espejo) dando lugar a una reflexión dirigida. Si la superficie reflectante es irregular (una pared, por ejemplo) la luz incidente se refleja en todas direcciones, dando lugar a la llamada reflexión difusa. La reflexión nos permite ver los objetos ya que la luz que se refleja en ellos llega a nuestros ojos. Así, por ejemplo, si un objeto absorbe todos los colores de la luz blanca excepto el rojo, que es reflejado, aparecerá ante nosotros de ese color. Leyes de la reflexión: El rayo incidente, el reflejado y la normal están en un mismo plano. Los ángulos de incidencia y reflexión son iguales: 𝑖 = 𝑟 La refracción tiene lugar cuando una onda que se propaga en un medio pasa a otro en el cual su velocidad de propagación es distinta. Como consecuencia de esa distinta velocidad de propagación se produce una especie de “flexión” de la onda, que modifica su dirección de propagación. Al pasar de un medio a otro en el cual la velocidad es distinta, la longitud de onda va a variar, mientras que la frecuencia permanece inalterada. Para las ondas luminosas se define el índice de refracción del medio, n, como el cociente entre la velocidad de la luz en el aire, c, y la velocidad de la luz en el medio, v. 𝑐 𝑛=𝑣
ANALISIS Y RESULTADOS EXPERIMENTALES 𝑛1 𝑠𝑒𝑛𝜃𝑖 = 𝑛2 𝑠𝑒𝑛𝜃𝑟 1. 2. 3. 4.
Ley de Snell
n1 : Indice de refracción del medio procedente θi : Angulo de incidencia n2 : Indice de refracción del medio refractor θr : Angulo de refracción
32,7°
39,8°
1,18
36°
42,4°
1,14
40°
48,5°
1,16
n2 (Promedio) = 1,16 σx = 0,016 n2 = 1,16 ± 0,02
PORCENTAJE DE ERROR DEL COEFICIENTE DE REFRACCIÓN DEL AGUA 4.
Valor Teórico de la refracción del Agua: 1,33
%𝐸𝑅𝑅𝑂𝑅 =
1.
Primera Lamina
%𝐸𝑅𝑅𝑂𝑅 =
(𝜽𝒊 )
(𝜽𝒓 )
𝒏𝟐
30°
36,5°
1,189
38,2°
49°
1,220
34,4°
45°
1,251
Segunda Lamina (𝜽𝒊 )
(𝜽𝒓 )
𝒏𝟐
34,4°
43°
1,207
50°
63°
1,163
34,9°
42°
1,169
PORCENTAJE DE ERROR DEL COEFICIENTE DE REFRACCIÓN DEL x
¿Cuál es el ángulo límite para el agua?
Calcule el porcentaje de error con el valor real del coeficiente de refracción n en ese vidrio.
OBSERVACIONES Y CONCLUSIONES Cuando la onda viajera se desplaza y atraviesa un medio menos denso y pasa a uno de mayor densidad, dicha onda se acerca a la normal. Los datos obtenidos en la práctica realizada en el laboratorio no poseen una gran precisión debido a la existencia de imprecisión en el ojo humano. A medida que el haz de luz se acerca a los 90° el Angulo de transmisión se acerca a cero.
Con el Agua (𝜽𝒊 )
%𝐸𝑅𝑅𝑂𝑅 = 9,77%
GABRIEL AQUÍ NO SE QUE VA??????????????
n2 (Promedio) = 1,179 σx = 0,19 n2 = 1,179 ± 0,19
3.
1,33 − 1,20 × 100 1,33
En ¿qué forma se alterarían los datos, si en la parte B del experimento, la luz viajara de un medio menos denso a otro más denso?.
n2 (Promedio) = 1,22 σx = 0,03 n2 = 1,22 ± 0,03
2.
𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑇𝑒𝑜𝑟𝑖𝑐𝑜 − 𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟 𝐸𝑥𝑝𝑒𝑟𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑎𝑙 × 100 𝑉𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑇𝑒𝑜𝑟𝑖𝑐𝑜
(𝜽𝒓 )
𝒏𝟐
BIBLIOGRAFIA
http://fisica.laguia2000.com/dinamicaclasica/dinamica-de-una-particula/la-luzcorpuscular-los-corpusculos-de-luz https://es.wikibooks.org/wiki/F%C3%AD sica/%C3%93ptica/Leyes_de_la_reflexi %C3%B3n_y_de_la_refracci%C3%B3n. Tecnun, 28 de marzo de 2016, Tomado de: http://www4.tecnun.es/asignaturas/funfis _2/Apuntes/Naturaleza%20de%20la%2 0luz.pdf. Física Ondulatoria, 7 abril 2016, obtenido de: http://www.fisic.ch/cursos/primeromedio/refracci%C3%B3n-de-la-luz-yley-de-snell/ http://bibliotecadigital.ilce.edu.mx/sites/c iencia/volumen2/ciencia3/107/htm/sec_ 8.htm.
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