Práctica No. 3

Estudio del Fenómeno de la Refracción de la Luz

Objetivo

Evaluar el cumplimiento de la ley de la refracción de la luz y determinar el índice de refracción de algunas sustancias.

Marco Teórico

La refracción de la luz es el cambio de dirección que experimentan los rayos luminosos al pasar de un medio a otro en el que se propagan con distinta velocidad. Por ejemplo, al pasar del aire al agua, la luz se desvía, es decir, se refracta.
Las leyes fundamentales de la refracción son:
- El rayo refractado, el incidente y la normal se encuentran en un mismo plano.
- El rayo refractado se acerca a la normal cuando pasa de un medio en el que se propaga a mayor velocidad a otro en el que se propaga a menor velocidad. Por el contrario, se aleja de la normal al pasar a un medio en el que se propaga a mayor velocidad.
La relación entre la velocidad de la luz en el vacío y en un medio en el que pueda propagarse se denomina índice de refracción (n) de ese medio: n = c / v

La ley de la refracción de la luz: el seno del ángulo de incidencia, sen i, y el seno del ángulo de refracción, sen r', de un rayo luminoso que atraviesa la superficie de separación de dos medios transparentes están en las misma proporción para cualquier valor del ángulo i; esto es, sen i /sen r' = n. Si la luz pasa de aire al agua, sen i /sen r' = 4/3.

Un cuerpo parcialmente sumergido en agua se ve chueco; como si se doblara al entrar al agua. Este fenómeno se llama refracción. Además del agua se observa en muchos otros medios transparentes, como el vidrio, llamados refringentes. Era uno de los problemas ópticos pendientes de solución todavía hacia el siglo XIII (Figura 4). Los fenómenos de refracción se incorporan a la óptica geométrica simplemente suponiendo que los rayos luminosos cambian de dirección no sólo al reflejarse sino también al pasar de un medio refringente a otro; por ejemplo, del agua al aire, o del agua al vidrio, o del vidrio al aire.
Fuente: http://www.quimicaweb.net/grupo_trabajo_ccnn_2/tema5/index.htm
Fuente:http://bibliotecadigital.ilce.edu.mx/sites/ciencia/volumen2/ciencia3/107/htm/sec_8.htm

Desarrollo

Para el estudio de la refracción de la luz se utilizará un objeto en forma de semicilindro de material acrílico. Además utilizaremos la mesa giratoria y la escala angular.

Se realizarán dos tipos de experimentos:

· Cuando la luz incide desde el aire al acrílico.
· Cuando la luz incide desde el acrílico al aire
El problema que se plantea es:

Determinar la relación entre el seno del ángulo de incidencia y el seno del ángulo de refracción.

Hipótesis
Datos y Mediciones del Reporte

Conclusiones

1. Concluya acerca de la forma en que se comporta el rayo de luz en la superficie entre los dos medios. Describa hacia donde se desvía el rayo de luz (se acerca o se aleja de la normal.
R=

2. Formule la ley de la refracción de la luz, a partir de los resultados que obtuvo en los experimentos anteriores. ¿Cómo se puede introducir la magnitud índice de refracción?
R=

3. Proponga una forma de determinar el índice de refracción del acrílico del semicilindro, determine magnitud y compruebe si su valor es cercano al reportado en las tablas del libro de texto. ¿Podría decir cuál es la velocidad de la luz en este material? ¿Es mayor o menor que en el aire?
R=

4. Para el caso cuando la luz incide desde el acrílico aire, ¿Cómo describe el comportamiento del rayo afectado? ¿Qué fenómeno tuvo lugar en este caso?. ¿Conoce el nombre de este fenómeno?
R=

5. ¿Por qué el objeto de acrílico se construyo en forma de semicilindro? ¿Puede explicar esto a partir de los resultados experimentales?
R=

6. Además del rayo refractado, ¿observo algún otro rayo que sale de la superficie de separación entre el acrílico y el aire? ¿Qué rayo es este?
R=

*Se denomina luz coherente a la que se rige por el principio de la coherencia.
Se dice que dos puntos de una onda son coherentes cuando guardan una relación de fase constante, es decir cuando conocido el valor instantáneo del campo eléctrico en uno de los puntos, es posible predecir el del otro.
Fuente: es.wikipedia.org/wiki/Luz_coherente