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• Giselle Tatiana

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INFORME LABORATORIO REFLEXIÓN Y REFRACCIÓN DE LA LUZ ANGIE JIMENEZ, FELIPE CASALLAS, DAVER CASTRO, GISELLE BUSTACARA, FELIPE … NO SE JAJAJA AYUDA CON LOS OTROS! GRUPO 5K 2019

INTRODUCCIÓN: Este laboratorio tiene como fin analizar el comportamiento de la reflexión y refracción en diferentes parámetros, para ver como se refleja y como se refracta un rayo de luz. También se va a comprobar cómo cambian los fenómenos según el valor del Angulo de incidencia. OBJETIVOS: 

Estudiar de forma experimental el fenómeno de refracción de la luz cuando está atraviesa dos medios de propiedades diferentes.



Asociar el cambio en el índice de refracción con cambio en las propiedades como densidad óptica de las sustancias, para una frecuencia fija.

INSTRUMENTACIÓN:       

Banco óptico Rayo laser Recipiente plano circular Transportador Alfileres Lamina de icopor Equipo para refracción.

I.

MARCO TEORICO: La reflexión es el cambio de dirección de una onda, que al entrar en contacto con la superficie de separación entre dos medios cambiantes, regresa al punto donde se originó. Ejemplos comunes son la reflexión de la luz, el sonido y las ondas en el agua. La reflexión de la luz de una superficie es su propiedad de reflejar la luz. La medida de la reflexión de la luz es aquella fracción de luz incidente especificado que es reflejada por la superficie, expresado como valor porcentual. LEYES: Cuando un rayo incide sobre una superficie pulida y lisa y rebota hacia el mismo medio decimos que se refleja y cumple las llamadas “leyes de la reflexión”: 1) El rayo incidente forma con la normal un ángulo de incidencia que es igual al ángulo que forma el rayo reflejado con la normal, que se llama ángulo reflejado.

2) El rayo incidente, el rayo reflejado y la normal están en el mismo plano. (Si el rayo incidente se acerca al 2º medio en el plano del papel, el reflejado estará en ese plano y no se irá ni hacia adelante ni hacia atrás). La luz se refleja también en las superficies que no son lisas pero lo hace originando rayos que no son paralelos entre sí. Cada rayo del haz cumple las leyes de la reflexión, pero como la superficie es irregular las normales no son paralelas entre sí y, en consecuencia, los rayos reflejados no rebotan paralelos entre sí y la luz sale difusa. Gracias a que la luz que se refleja en nuestra cara es difusa se nos puede ver, si no deslumbraríamos. REFRACCION La refracción es el cambio de dirección que experimenta una onda al pasar de un medio material a otro. Solo 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 señalada. Se llama índice de refracción absoluto "n" de un medio transparente al cociente entre la velocidad de la luz en el vacío "c" y la velocidad que tiene la luz en ese medio "v". El valor de "n" es siempre adimensional y mayor que la unidad y es una constante característica de cada medio: n=c/v. Se puede establecer una relación

entre los índices de los dos medios n2 y n1. LEYES: Se dice que un rayo se refracta (cambia de dirección) cuando pasa de un medio a otro en el que viaja con distinta velocidad. En la refracción se cumplen las siguientes leyes: 1) El rayo incidente, el rayo refractado y la normal están en el mismo plano. 2) Se cumple la ley de Snell: sen i / senr=v1 / v 2 Y teniendo en cuenta los índices de refracción: n1 sen i=n2 sen r. La luz se refracta porque se propaga con distinta velocidad en el nuevo medio. Como la frecuencia de la vibración no varía al pasar de un medio a otro, cambia la longitud de onda de la luz como consecuencia del cambio de velocidad. La onda al refractarse cambia su longitud de onda. e=v·t que equivale a l=v·T ; l =v/n Un rayo incidente cambia más o menos de dirección según el ángulo con el que incide y según la relación de los índices de refracción de los medios por los que se mueve.

MONTAJE Y PROCEDIMIENTO: • Ubique la hoja de papel milimetrado sobre la base proporcionada en el laboratorio. Sobre la hoja de papel, dibuje un sistema coordenado. • Ubique el recipiente plano circular de acrílico, de tal forma que su centro coincida con el punto (0,0) del sistema coordenado y la cara plana con el eje X, llénelo de agua (que no rebose). • Ubique un alfiler en el punto (0,0) a este punto llámelo el punto O (sin modificar la posición del semicilindro de acrílico), el punto O debe coincidir con el centro del semicírculo de acrílico. • Haga incidir el láser en el punto (0,0), formando un ángulo de 10º con la normal y ubique un alfiler en la dirección del haz de luz. Este punto de coordenadas (x, y) llámelo el punto A. El eje Y es normal a la cara plana del semicilindro, entonces tómelo como NORMAL a la superficie de incidencia del haz. El segmento AO es el rayo incidente. Este segmento con la normal forman el ángulo de incidencia, 𝜃𝑖=10 ° registre este Angulo en la tabla 1. • El haz del lado contrario al haz incidente, es la luz reflejada. Ubiqué un alfiler en esa dirección y a este punto de coordenadas (x, y) llámelo B. El segmento OB es el rayo reflejado. Este segmento con la normal forman el ángulo de reflexión, registre este Angulo en la tabla 1. • En la posición por donde sale el rayo en la cara semicircular, ubique un alfiler. Este punto de coordenadas (x, y) llámelo C. El segmento OC es el rayo refractado. Este segmento forma el ángulo de refracción 𝜃𝑅,

medido desde la normal a la superficie plana del semicírculo, registre este ángulo en la tabla 1. • Repita el procedimiento para ángulos de: 20º, 30º, 40º, 50º, 60º, 70, 80º. Registre los ángulos en la tabla 1. • Para el ángulo de incidencia que observo mejor la refracción, adicione lentamente sal (homogenizando la mezcla) y tome nota acerca del comportamiento del rayo refractado RESULTADOS EXPERIMENTALES TABLA 1. Refracción y reflexión del prisma ÁNGULO ÁNGULO DE ÁNGULO DE INCIDENTE REFLEXION REFRACCIÓN 10° 10° 20° 20° 30° 30° 40° 40° 50° 50° 60° 60° 70° 70° 80° 80° Diodo monocromático 650NM Angulo crítico:

TABLA 2. Reflexión con el espejo ÁNGULO ÁNGULO DE INCIDENTE REFLEXIÓN 10° 10° 20° 20° 30° 30° 40° 40° 50° 50° 60° 60° 70° 70° 80° 80°

% Error =

GRAFICA SEN (i) VS SEN (R)

% Error = * 100

(i)= Angulo incidente (r)= Angulo refractado

% Error =

ANALISIS Coincidencia del valor de la desviación del rayo luminoso= El valor de la desviación del rayo luminoso no varía y se evidencia como se refleja en el mismo ángulo de incidencia como en el ángulo crítico.

(GRAFICA)

𝑚=

𝑚=

Coincidencia del valor del ángulo crítico calculado teóricamente y el obtenido experimentalmente : No coincide el valor del ángulo critico teórico con el experimental, variando en 0.15° (MODIFICAR EN CASO DE SER DIFERENTE) arrojando un porcentaje de error del 10% (MODIFICAR EN CASO DE SER DIFERENTE) que se pudo presentar por falta de calibración del instrumento de medición.

𝑆𝑒𝑛𝑖2 − 𝑆𝑒𝑛𝑖1 𝑆𝑒𝑛𝑟2 − 𝑆𝑒𝑛𝑟1

Variación del brillo del rayo reflejado internamente cuando el ángulo de incidencia varía entre un valor menor y uno mayor que el ángulo crítico: Cuando se realizó el proceso para la refracción el brillo se mantenía con la misma intensidad que el ángulo de incidencia. Mientras que en la reflexión el brillo que atravesaba el prisma era mínimo. (NO ESTOY SEGURA DE ESTE)

𝑆𝑒𝑛( ) − 𝑆𝑒𝑛() = 𝑆𝑒𝑛( ) − 𝑆𝑒𝑛()

PORCENTAJE DE ERROR % Error =

𝑣𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑟𝑒𝑎𝑙−𝑣𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑒𝑥𝑝𝑒𝑟𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑎𝑙 𝑣𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑟𝑒𝑎𝑙

% Error = * 100

CONCLUSIONES * 100 Se observó el comportamiento tanto experimental como teórico de la refracción y

la reflexión, analizando los posibles cambios presentados en los datos. Se encontraron las diferencias entre estos dos procesos, observando las características que se presentan en cada uno de ellos. Mediante el porcentaje de error se encontró la diferencia entre los datos del ángulo teórico con el experimental, hallando una discrepancia entre ellas. (MODIFICAR EN DADO CASO DE NO SER ASI)

WEBGRAFIA Reflexión y refracción (2019). Recuperado de http://teleformacion.edu.aytolacoruna.es/FI SICA/document/fisicaInteractiva/Ondasbachi llerato/reflex_Refrac/reflexRefr_indice.htm

Reflexión, Refracción y Difracción (2016). Recuperado de https://prezi.com/6fp8rl5i49dc/reflexionrefraccion-y-difraccion/