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Práctica ÓPTICA GEOMÉTRICA, Ejercicios de Física

Práctica que te pueden pedir hacer en bachillerato, en los salesianos de atocha te toca hacerla segurísimo.

Tipo: Ejercicios

2019/2020

Subido el 07/06/2020

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ÓPTICA GEOMÉTRICA
Objetivo:
El objetivo de esta práctica es realizar algunas de las experiencias más significativas
de la óptica geométrica como por ejemplo hallar el índice de refracción en diferentes
medios.
materiales:
Para ello necesitaremos:
Equipo de óptica.
Fuentes de alimentación.
Hojas de papel
Cinta adhesiva
Fundamento teórico:
La luz es una onda electromagnética(transversal). Se propaga gracias a variaciones
del campo eléctrico y magnético y su velocidad en el vacío es aproximadamente de
300.000km/s.
En esta práctica nos vamos a centrar en dos de las propiedades de la luz como son:
la refracción y la reflexión.
La reflexión es el cambio de dirección que experimenta el rayo de luz incidente al
alcanzar la superficie de separación de dos medios, reflejándose con el mismo
ángulo de incidencia hacia el medio donde se originó. Para que esto pase debe
verificarse que el rayo incidente, la recta normal y el rayo refractado estén en el
mismo plano . Además en este proceso no cambia ni la velocidad, ni la frecuencia ni
la longitud de onda de la luz.
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¡Descarga Práctica ÓPTICA GEOMÉTRICA y más Ejercicios en PDF de Física solo en Docsity!

ÓPTICA GEOMÉTRICA

Objetivo:

El objetivo de esta práctica es realizar algunas de las experiencias más significativas

de la óptica geométrica como por ejemplo hallar el índice de refracción en diferentes

medios.

materiales:

Para ello necesitaremos:

● Equipo de óptica.

● Fuentes de alimentación.

● Hojas de papel

● Cinta adhesiva

Fundamento teórico:

La luz es una onda electromagnética(transversal). Se propaga gracias a variaciones

del campo eléctrico y magnético y su velocidad en el vacío es aproximadamente de

300.000km/s.

En esta práctica nos vamos a centrar en dos de las propiedades de la luz como son:

la refracción y la reflexión.

La reflexión es el cambio de dirección que experimenta el rayo de luz incidente al

alcanzar la superficie de separación de dos medios, reflejándose con el mismo

ángulo de incidencia hacia el medio donde se originó. Para que esto pase debe

verificarse que el rayo incidente, la recta normal y el rayo refractado estén en el

mismo plano. Además en este proceso no cambia ni la velocidad, ni la frecuencia ni

la longitud de onda de la luz.

La refracción de la luz consiste en el cambio de dirección que sufre el rayo incidente

al traspasar un medio transparente. Este cambio de dirección es provocado por un

cambio en la velocidad de propagación de la luz que viene dado por el índice de

refracción de cada material. Para que esto se cumpla el rayo incidente, la recta

normal y el rayo refractado deben estar en el mismo plano.

Según la ley de Snell los senos de los ángulos de incidencia y de refracción son

directamente proporcionales a sus velocidades de propagación:

Teniendo en cuenta que el índice de refracción viene dado por:

Podemos sustituir y escribir la fórmula en función de los índices de refracción:

El índice de refracción será siempre mayor que la unidad ya que c > v y si n2 > n

el segundo medio será más refringente que el primero, por lo tanto i > r, lo cual

quiere decir que el rayo refractado se aproximará a la recta normal al penetrar en un

medio más refringente y viceversa.

Por otra parte si i = 0 se cumple que r = 0, y si el ángulo de i es muy pequeño, el

ángulo r de refracción también lo será. Esto provocará que el seno será

aproximadamente igual al ángulo (sen i ≃ i).

Si el ángulo de incidencia va en aumento el ángulo de refracción crece a la vez.

RESULTADOS EXPERIMENTALES

i 0 ± 0 .5 10 ± 0 .5 20 ± 0 .5 30

sen i^0 ±^0 ,^0087 0 .174^ ±^0 .008^ 0,342^ ±

Vidrio r^0 ±^0 .5^6 .5^ ±^0 .5^13 ±^0 .5^19 ±^0 .5^25 ±^0 .5^30 ±^0 .5^3 4.5^ ±^0 .5^38 ±^0 .5^4 1.5^ ±^0.

sen r^0 ±^0 ,^0087 0,113^ ±

Etanol r^0 ±^0 .5^6 .5^ ±^0 .5^1 3.5^ ±^0 .5^20 ±^0 .5^2 6.5^ ±^0 .5^3 2.5^ ±^0 .5^3 7.5^ ±^0 .5^4 2.5^ ±^0 4 6.5^ ±^0.

sen r^0 ±^0 ,^0087 0,113^ ±

0,608 ±^ 0,0070 0,

Agua r^0 ±^0 .5^7 .5^ ±^0 .5^1 4.5^ ±^0 .5^21 ±^0 .5^2 8.5^ ±^0 .5^35 ±^0 .5^4 0.5^ ±^0 .5^45 ±^0 .5^49 ±^0.

sen r^0 ±^0 ,^0087 0,131^ ±

0l

0,650 ±^ 0,0066 0,

Los errores en los senos de los ángulos hallados los hemos calculado

sabiendo que:

Δ sen x = os x

0.5·π · c

Para el vidrio:

Realizamos un ajuste por mínimos cuadrados para hallar el índice de

refracción.

sen r sen i sen r^2 sen i^2 sen r*sen i

La ecuación de la recta es:

Para el agua:

sen r sen i sen r^2 sen i^2 sen r*sen i

La ecuación de la recta es:

sen i= 1,31*sen r + 0,

 - 0,616 70 0,379456 4900 43, - 0,662 80 0,438244 6400 52, - 3,428 360 1,73471 20400 187, 
  • sen i= 1,51*sen r + 0,
  • Índice de refracción = pendiente = 1,
    • Δ Í ndice de ref racci ó n = ± 0,
  • El coeficiente de Pearson = 0, - 0,113 10 0,012769 100 1, - 0,223 20 0,049729 400 4, - 0,342 30 0,116964 900 10, - 0,446 40 0,198916 1600 17, - 0,537 50 0,288369 2500 26, - 0,608 60 0,369664 3600 36, - 0,676 70 0,456976 4900 47, - 0,725 80 0,525625 - 3,67 360 2,019012 20400 202,
  • sen i= 1,36*sen r + 0, La ecuación de la recta es:
  • Índice de refracción = pendiente = 1,
    • ΔÍ ndice de ref racci ó n = ±0,
  • El coeficiente de Pearson = 0,
  • Índice de refracción = pendiente = 1,
    • ΔÍ ndice de ref racci ó n = ± 0,
  • El coeficiente de Pearson = 0,