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• Irene Maribel Sotelo Contreras

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Informe de laboratorio N°7

“REFRACCIÒN DE LA LUZ”

INTEGRANTES: Sotelo Contreras, Irene Ccalle Barrientos, Dianet

DOCENTE: Morales Chinchay, Julio

ESPECIALIDAD: Producción y Gestión Industrial

SECCIÓN: C12-C

Fecha de realización: 07-12-16 Fecha de entrega: 14-12-16

2016-II

I.

Introducción

En el presente informe se hablara sobre un fenómeno definido como el cambio de dirección que experimenta un rayo de luz cuando pasa de un medio transparente a otro. Hablaremos sobre el ángulo de incidencia y de refracción con el fin de diferenciarlos fácilmente en la experiencia. Para realizar el experimento utilizaremos materiales como el láser Ray Box, un papel solar, un lente de media luna ,una PC de escritorio y el programa Pasco Capstone.

II.

Objetivos : 

Determinar la relación matemática entre el ángulo de incidencia y el ángulo de refracción de un haz de luz cuando pasa de un medio a otro.



III.

Evaluar los resultados medidos y encontrar el ajuste de lineal apropiado.

Fundamento teórico

La Refracción de la luz, es aquel fenómeno luminoso en el cual la luz cambia de dirección al incidir en la superficie de separación, cuando pasa de un medio a otro de diferente densidad. El reparto de intensidad se produce en una proporción que depende de las características de los medios en contacto y del ángulo de incidencia respecto de la superficie limite. La trayectoria de un haz de luz láser es un ejemplo de rayo. La luz cuando se propaga en el vacío lo hace a velocidad constante y de forma rectilínea, sin perturbaciones, pero cuando llega a un material la velocidad de la luz cambia debido a su interacción con el sólido.

Elementos de la refracción:

Los principales elementos que intervienen en la Refracción de la luz, considerando el gráfico, son los siguientes:

-

Rayo incidente: Es el rayo que se propaga en el medio e incide en la superficie de separación

-

Rayo refractado: Es el rayo que cambia de dirección al pasar del medio I al medio II.

La ley de Snell La refracción es el cambio de dirección que experimenta una onda al pasar de un medio material a otro. Sólo se produce si la onda incide oblicuamente sobre la superficie de separación de los dos medios y si estos tienen índices de refracción distintos. La refracción se origina en el cambio de velocidad de propagación de la onda, cuando pasa de un medio a otro.

Índice de refracción La rapidez de propagación de la luz cambia según el medio por el que viaja. El índice de refracción relaciona la velocidad de la luz en el vacío con la velocidad de la luz en el medio. En la ecuación: c= es la velocidad de la luz en el vacío v= velocidad de la luz en el medio n= Índice de refracción

IV.

Materiales

NOMBRE

Laser

MATERIAL

FUNCIÒN

Amplificar un haz de luz en un medio

Separar la luz generando Lente media luna

así una refracción

Se usa para la obtención Papel polar

de los ángulos,

PC de escritorio

Sirve para facilitar la medición de nuestros cálculos.

Software Pasco

Sirve para la adquisición

Capstone

de datos de física e ingenierías.

Agua

Se usó como medio para la difracción de la luz

V.

Procedimiento experimental

se colocara el papel polar como base .

Sobre el papel polar se colocara la lente media luna

se verificara si el laser esta en optimas condiciones

A la lente media luna se le agregara agua para que sea el segundo medio de refraccion.

Se le dara un angulo del aire que refracte en el seguno medio que sera el agua.

Se refractara el laser del agua hacia el aire y se volveran a tomar datos del angulo refractado.

VI.

Resultados experimentales

Tabla 1: Ángulo de incidencia vs ángulo de refracción

Gráfica 1: Ángulo de incidencia vs ángulo de refracción Del aire hacia el agua

Tabla 2: Ángulo de incidencia vs ángulo de refracción

Gráfica 2: Ángulo de incidencia vs ángulo de refracción

Del agua hacia el aire

Tabla 3: seno del ángulo de incidencia vs el ángulo de refracción

Gráfica 3: Seno del ángulo de incidencia vs el ángulo de refracción

Del aire hacia el agua

/

Tabla 4: seno del ángulo de incidencia vs el ángulo de refracción

Gráfica 4: Seno del ángulo de incidencia vs el ángulo de refracción

Del agua hacia el aire

VII.

Análisis de resultados  En la tabla1 podemos observar que al aumentar el ángulo de incidencia el ángulo de refracción incrementa también.  La gráfica formada por la gráfica 1 tiende a descender.  En la tabla 2 vemos que al igual que en la tabla anterior al aumentar el ángulo de incidencia el ángulo de refracción crece también. 

En la tabla 2 también se puede observar que a diferencia de la tabla 1 los ángulos de refracción son mayores a los de ángulos de incidencia.

 En la tabla 3 se analiza que el seno del ángulo de incidente es mayor al seno del ángulo refractado.

 En la tabla 4 se ve que el seno del ángulo incidente es menor al seno del ángulo refractado.

VIII.

Conclusiones y sugerencias

1. Conclusiones 

La ecuación matemática del ángulo de incidencia y el ángulo de refracción cuando pasa de un medio a otro será:

𝒏𝟏 𝒔𝒆𝒏 𝜽𝒊 = 𝒏𝟐 𝒔𝒆𝒏 𝜽𝒓 𝟏𝒔𝒆𝒏 𝜽𝒊 = 𝒏𝟐 𝒔𝒆𝒏 𝜽𝒓 𝒔𝒆𝒏 𝜽𝒊 = 𝒏𝑯𝟐𝑶 𝜽𝒓 𝒀 = 𝒏𝒙 𝒀 = (𝟏/𝒏)𝒙 Y : ángulo incidente 1/n: pendiente (la gradiente es la inversa del índice de refracción del agua) X : ángulo refractado. 

Se concluye que la relación del ángulo incidente y ángulo refractado es linealmente proporcional, ya que el gráfico no inicia del punto (0.0) aunque pese a ello cumple una función directamente proporcional.



De la experiencia concluimos que el ángulo de incidencia y el ángulo de refracción forman un ángulo con la normal.



Cuando el cambio de medio va del aire hacia el agua el ángulo de incidencia es mayor al ángulo de refracción



Cuando el cambio de medio va del agua hacia el aire el ángulo de incidencia es menor al ángulo de refracción



El seno del ángulo de incidencia es menor al seno del ángulo de refracción cuando pasa cuando pasa del agua hacia el aire



El seno de ángulo incidente es mayor al refractante cuando pasa del aire hacia el agua



Cuando el cambio de medio va del aire hacia el agua la incidencia tiende ser mayor a la refracción

2. Sugerencias : 

Tener conocimientos previos a la clase.



Verificar la lente media luna (puede que éste esté averiada).



Verificar si el Laser Ray box si está en buen estado.



Apuntar bien en el centro para obtener mejor los datos.



Analizar lo experimentado.



Apuntar siempre las sugerencias del profesor.



Mantener siempre limpia la mesa a usar.



Cualquier duda, preguntar al docente para así no tener supuestos problemas más adelante

IX.

Bibliografía http://teleformacion.edu.aytolacoruna.es/FISICA/document/fisicaInteractiv a/OptGeometrica/reflex_Refrac/Refraccion.htm http://compendiodefisica.carpetapedagogica.com/2014/05/refraccion-dela-luz.html http://www.fisic.ch/contenidos/la-luz/refracci%C3%B3n-de-la-luz-y-ley-desnell/