Informe 5 de Instrumental

 

MATERIALES Y MÉTODOS: Parte 1: Refracción Abrir el simulador simulador PhET de Bending Bending Light y entrar escoger escoger la opción “más herramien herramientas” tas” y congurar el simulador de la siguiente manera: Medio 1: aire, medio 2: agua, vista laser: rayo, longitud de onda: 650nm y habilitar la línea normal y ángulos. Encender el rayo láser y medir los ángulos de incidencia, reexión y refracción; posteriormente medir la velocidad de los rayos de incidencia, reexión y refracción. Reper el procedimiento cambiando el medio 1 a agua y el dos a aire. Parte 2: Índice de refracción y ángulo de refracción. Congurar el simulador con las mismas opciones que en la parte 1, encender el láser y medir los ángulos de incidencia y de refracción; aumentar el ángulo de incidencia alejando el láser de lo normal y observar lo que sucede con el ángulo de refracción a medida que se aumenta el de incidencia. Medir el ángulo Medir ángulo de refrac refracció ción n a dif difere erente ntess ángulo ánguloss de incide incidenci nciaa 3°< i ≤ 40°, 40°, rep reper er el procedimiento para la luz que viaja del aire al vidrio, gracar los valores de sen i frente a los valores de sen de r. Calcular la pendiente, compararlas y describir la forma de las grácas. Parte 3 Deter Determin minar ar experi experimen mental talmen mente te los índice índicess de refrac refracció ción n del Materi Material al A Y B, realiz realizar ar la simulación con diferentes longitudes de onda y materiales. RESULTADOS: Parte 1 Tabla 1: Ángulo de incidencia, refexión y reracción en dierentes medios

Ángu Án gulo lo de inci incide denc ncia ia Ángu Ángulo lo de re refe fexi xión ón Aire a agua 45° 45° Agua a aire 45° 45° Elaborado por: Bocancho, B; Manosalvas, K; Pardo, J.  J.  

Ángu Ángulo lo de re rer rac acci ción ón 32° 70.4°

Tabla 2: velocidad de rayo de incidencia refexión y reracción en dierentes medios

Velocidad Veloci dad del rayo rayo Vel Veloci ocidad dad del rayo rayo Vel Veloci ocidad dad del rayo rayo de incidencia de refexión de reracción Aire a agua 1.00 c 1.00 c 0.75 c Agua a aire 0.75 c 0.75 c 1.00 c Elaborado por: Bocancho, B; Manosalvas, K; Pardo, J.  J.   Parte 2 Tabla 3: Ángulos de incidencia y reracción en dierentes medios

Dirección de propagación de luz

Ángulo de incidencia (grados)

Ángulo de reracción (grados)

Sen i

Sen r

Aire a agua

10.2 ° 30.0°

7.6° 22.0°

0.177 0.50

0.132 0.375

 

50.0° 35.1° 85.5° 48.4° Agua a aire 10.0 ° 6.8° 30.0° 19.5° 50.0° 30.7° 85.5° 41.7° Elaborado por: Bocancho, B; Manosalvas, K; Pardo, J.  J.  

0.766 0.997 0.177 0.50 0.766 0.997

0.575 0.748 0.118 0.334 0.511 0.665

Parte 3 Tabla 4: Ángulo de incidencia y reracción en medio aire y material a y b

Ángulo de incidencia Aire a material A 30° Aire a material B 30° Elaborado por: Bocancho, B; Manosalvas, K; Pardo, J.  J.  

Ángulo de reracción 11.9° 20.9°

Tabla 5: Angulo de reracción en dierentes medios con varias longitudes de onda

Angulo de incidencia Aire a agua

400 nm 21.9°

30°

Aire a vidrio 30° 19.3° Aire a Material 30° 11.7° A Aire a material 30° 20.7° B Elaborado por: Bocancho, B; Manosalvas, K; Pardo, J.  J.  

Ángulo de reracción Longitud de onda 550nm 22°

680 nm 22.1°

19.4° 19.9°

19.5° 12°

20.9°

21°

GRAFICOS Ilustración 1: sen i vs sen r en aire a agua

sen i VS sen r ( aire a agua) 1.2 1

f(x) = 1.33 x + 0

0.8    i      n    e    s

0.6 0.4 0.2 0 0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

sen r

Elaborado por: Bocancho, B; Manosalvas, K; Pardo, J.  J.   Pendiente= 1,33095998

0.7

0.8

 

Ilustración 2: sen i Vs sen r en aire a vidrio

sen i VS sen r ( aire a vidrio) 1.2 1 f(x) = 1.5 x − 0 0.8    i      n    e    s

0.6 0.4 0.2 0

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

sen r

Elaborado por: Bocancho, B; Manosalvas, K; Pardo, J.  J.   Pendiente: 1,4993503 Se sabe que al realizar las grácas se obenen dos rectas; en el medio aire - agua los valores del índice de refracción son mayores comparados con los del medio aire - vidrio.  La pendiente del graco de sen i vs sen r en medio aire - agua es de 1.331 y el del medio aire vidrio es de 1.499 siendo está pendiente mayor que la primera, por lo que se puede decir que al tener mayor ángulos de refracción la pendiente será menor. CUESTIONARIO Parte 1 1. ¿Qué le le sucede sucede a la luz luz del láser láser cuando cuando incide incide en el el límite límite entre entre el aire aire y agua? agua? 2. ¿Qué relació relación n existe entre entre el ángulo ángulo de incidenci incidenciaa y el ángulo ángulo de refexión? refexión? 3. ¿Qué ¿Cómo ¿Cóm dobla dobla luz luzvelocid cuando cuacidad ndo viaja del delluz aire aire alndo aguaviaja y deldel agua aiagua re? a y del agua al 4. ¿Qu é olesesucede suce de la a la velo adviaja de la cuando cua viaja aire airealalaire? agu aire? Parte 2 1. ¿Qué le le sucede sucede al ángulo ángulo de rerac reracción ción cuando cuando aument aumentaa el ángulo ángulo de inciden incidencia? cia? 2. ¿Qué ¿Qué sugiere sugieren n las grácas grácas de sen i contra contra sen r sobre sobre la relación relación entre entre sen i y el sen r? Expresa la relación como una expresión matemáca. 3. ¿Cómo ¿Cómo se compara compara el índice índice de reracción reracción del del agua con la pendi pendiente ente del gráco gráco para para la luz viaja del aire al agua? 4. ¿En qué qué material, material, agua agua o vidrio, vidrio, se dobla dobla más la luz? luz? ¿Cómo ¿Cómo depende depende la candad candad de la fexión de los índices de reracción de los dos medios (aire-agua, aire-vi aire-vidrio)? drio)? Parte 3 1. Dete Determ rmin ine, e, ex expe peri rime ment ntal alme ment nte, e, lo loss ín índi dice cess de rer rerac acci ción ón del del mate materi rial al A y de dell material B. ¿Cual ene un mayor índice de reracción?

 

Al experimentar a un mismo ángulo de incidencia en dos medios diferentes el primero aire – material A y el segundo aire- material B se obtuvo que en el material B el ángulo de refracción es mayor teniendo un valor de 20.9° . 2. ¿Depen ¿Depende de el índice índice de rerac reracció ción n de un determi determinad nado o materi material al o del color color de la luz que incide sobre él? Si depende el índice de refracción del material y de la longitud de onda de la luz pues se trabajó con cuatro materiales y tres longitudes de onda diferentes y un mismo ángulo de incidencia sabiendo que a mayor longitud de onda mayor es el ángulo de refracción en los diferentess materiales diferente materiales (a pesar de que las variaciones variaciones del ángulo son mínima mínimas) s) pero en el medio aire – agua el índice es mayor que en los otros materiales. ANEXOS: PARTE 1: Reracción Medio1: aire y Medio 2: agua Ilustración 3: Ángulo de incidencia, refexión y reracción

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Ilustración 4: velocidad del ángulo de incidencia

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Ilustración 5: velocidad del ángulo de refexión

 

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Ilustración 6: velocidad del ángulo de reracció reracción n

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Medio 1:agua y Medio 2: aire Ilustración 7: Ángulo de incidencia, refexión y reracción

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Ilustración 8: velocidad del ángulo de incidencia

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Ilustración 9: velocidad del ángulo de refexión

 

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Ilustración 10: velocidad del ángulo de reracción

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PARTE 2: Índice de reracción y ángulo de reracción Ilustración 11: Aumento del ángulo de incidencia

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MEDIO 1: Aire y MEDIO2: Agua Ilustración 12: Ángulo de incidencia de 10,2° 

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Ilustración 13: Ángulo de incidencia de 30° 

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Ilustración 14: Ángulo de incidencia de 50° 

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Ilustración 14: Ángulo de incidencia de 85.5° 

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Ilustración 15: Ángulo de incidencia de 10.2° 

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Ilustración 16: Ángulo de incidencia de 30° 

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Ilustración 17: Ángulo de incidencia de 50° 

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Ilustración 18: Ángulo de incidencia de 85.5° 

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PARTE 3 Medio 1: aire y Medio 2: Material A Ilustración 19: Ángulo de incidencia de 30° 

 

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MEDIO 1: Aire y Medio 2: Material B Ilustración 20: Ángulo de incidencia de 30° 

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MEDIO 1: Aire y MEDIO 2: agua Ilustración 21: Ángulo de incidencia de 30° y 400nm

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Ilustración 22: Ángulo de incidencia de 30° y 550nm

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Ilustración 210: Ángulo de incidencia de 30° y 680nm

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MEDIO 1: Aire y MEDIO 2: Vidrio Ilustración 11: Ángulo de incidencia de 30° y 400nm

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Ilustración 12: Ángulo de incidencia de 30° y 550nm

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Ilustración 13: Ángulo de incidencia de 30° y 680nm

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MEDIO 1: Aire y MEDIO 2: Material A Ilustración 27: Ángulo de incidencia de 30° y 400nm

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Ilustración 14: Ángulo de incidencia de 30° y 550nm

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Ilustración 15: Ángulo de incidencia de 30° y 680nm

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MEDIO 1: Aire y MEDIO 2: Material B Ilustración 316: Ángulo de incidencia de 30° y 400nm

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Ilustración 17: Ángulo de incidencia de 30° y 550nm

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Ilustración 18: Ángulo de incidencia de 30° y 680nm

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