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Física Moderna - Prácticas de Laboratorio, Ejercicios de Física Avanzada

Tres prácticas de laboratorio de Física Moderna realizadas por un estudiante de la carrera de Ingeniería Mecánica y Eléctrica en la Universidad Autónoma de Nuevo León. Las prácticas abordan temas como la reflexión y refracción de la luz, teorías sobre la naturaleza de la luz, aportes de Galileo a la óptica, entre otros. El documento incluye preguntas y respuestas sobre los temas abordados en las prácticas, así como una bibliografía de referencia.

Tipo: Ejercicios

2022/2023

A la venta desde 13/12/2023

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UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE
NUEVO LEÓN
Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica
FISICA MODERNA
LABORATORIO
Práctica 1
Matr icula
No mbre
Carr era
1994424
ANDREA KARINA SERRANO RDZ
ITS
Grupo.103
NORMA ESTHELA FLORES MORENO
14 de agosto del 2023
Pedro de Alba S/N, Ciudad Universitaria; San Nicolás de los Garza N.L
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¡Descarga Física Moderna - Prácticas de Laboratorio y más Ejercicios en PDF de Física Avanzada solo en Docsity!

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE

NUEVO LEÓN

Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica

FISICA MODERNA

LABORATORIO

“Práctica 1”

Matricula Nombre Carrera 1994424 ANDREA KARINA SERRANO RDZ ITS

Grupo. 103

NORMA ESTHELA FLORES MORENO

14 de agosto del 2023 Pedro de Alba S/N, Ciudad Universitaria; San Nicolás de los Garza N.L

PREGUNTAS: 1) ¿Cuáles teorías sobre la naturaleza de la luz se mencionan en el video? Mencionan la teoría electromagnética de James Maxwell, la teoría Ondulatoria de Christian Huygens y la teoría de la Mecánica Ondulatoria de Luis de Broglie. 2) ¿Qué aportes realizó Galileo a la óptica? Amplio la visión tradicional sobre la óptica dado que en 1610 uso tanto el telescopio de refracción , lo cual disparo la astronomía en esos tiempos. 3) ¿Qué es la reflexión de la luz?. Es el cambio de dirección de los rayos de luz que ocurre en un mismo medio después de incidir sobre la superficie de un medio distinto. 4) ¿Qué ley cumple este fenómeno? La ley del rayo incidente, la cual dice que el reflejado y la normal a la superficie en el punto de incidencia están en el mismo plano. 5) ¿Qué es la refracción de la luz?. La refracción de la luz es el cambio de dirección de los rayos de luz que ocurre tras pasar estos de un medio a otro en el que la luz se propaga con distinta velocidad. 6) ¿Cuándo ocurre este fenómeno?. La refracción de la luz es un fenómeno que ocurre cuando la luz penetra en un medio transparente con un determinado índice de refracción a otro, también transparente, con uno distinto. 7) Mencione algún dispositivo o situación donde ocurre el fenómeno de la refracción de la luz. Microscopio , lentes de aumento , telescopio y un prisma de vidrio. 8) ¿Qué fenómeno óptico ocurre en los prismas?. Ocurre el fenómeno de la dispersión de la luz.

Tales campos, acoplados perpendicularmente, se mueven como una onda capaz de propagarse en el vacío transversalmente. Es decir, la onda oscila perpendicular a la dirección de propagación y la velocidad de la onda es una constante y en el vacío es de 300.000 km/s. Sin embargo, cuando la luz interactúa con la materia, entonces se comporta como una partícula. Esta partícula se llama fotón y se manifiesta en fenómenos como la radiación de cuerpo negro y el efecto fotoeléctrico, entre otros. Es por ello por lo que la óptica se divide en tres áreas: Óptica ondulatoria, enfocada en los fenómenos ondulatorios de la luz. Óptica cuántica, que estudia a la luz cuando se comporta como partícula al interactuar con la materia. Óptica geométrica, orientada a la descripción de los aspectos geométricos de la trayectoria de la luz: la reflexión y la refracción. 16) Alguna aplicación de la óptica ondulatoria En las comunicaciones, ya que la luz se usa por su capacidad de transportar información, por ejemplo, a través de la fibra óptica, los láseres y la holografía. CONCLUSIONES:

1. Como resultado de la discusión debe llegarse a una opinión general acerca de la naturaleza de la luz, así como de algunos de los fenómenos ópticos más comunes. La naturaleza de la luz es como la de una onda de agua, por ejemplo , por lo que todas sus características también aplicarían a la luz , los fenómenos ópticos tienen todo en común que ocurren cuando la luz choca o topa con algo , ya sea la superficie de otro medio, otro medio directamente o un surco.

BIBLIOGRAFÍA:

Fernández, J. L. (s. f.). Reflexión y refracción de la luz. Fisicalab.

https://www.fisicalab.com/apartado/reflexion-refraccion-luz

Pérez, F. R. (2015). La difracción de la luz.

https://revistas.upb.edu.co/index.php/ingenio/article/view/1469#:~:text=La%20difra

cci%C3%B3n%20es%20la%20desviaci%C3%B3n,colores%3A%20esa%20es%20l

a%20difracci%C3%B3n.

Zapata, F. (2020a). Óptica ondulatoria. Lifeder. https://www.lifeder.com/optica-

ondulatoria/

Zapata, F. (2020b). Óptica ondulatoria. Lifeder. https://www.lifeder.com/optica-

ondulatoria/

Hipótesis Yo creo que cuando hagamos la practica el espejo reflejara totalmente mientras que el material reflejara poco y con las figuras los ángulos serán diferente según la posición, en la posición en donde esta hacia arriba serán ángulos menores y en la que esta hacia abajo serán mayores. Mediciones debidamente realizadas ( Cálculos en Limpio )

Conclusiones

  • En discusión con todos los equipos del grupo se debe concluir acerca del cumplimiento de la ley de la reflexión para diferentes tipos de superficies. Con la practica realizada nos pudimos dar cuenta que en efecto la lay de reflexión para cada superficie se cumple casi por completa ya que con la superficie lisa si hubo una reflexión clara mientras que en la superficie rugosa no hubo reflexión alguna.
  • Concluya acerca de las características del fenómeno de la reflexión en superficies pulidas (espejos) y en superficies rugosas. ¿Qué tipo de reflexión es el más comúnmente observado en la práctica diaria? En la vida cotidiana el tipo de reflexión más común es la reflexión difusa ya que es más común encontrar objetos rugosos que completamente pulidas o espejos.
  • Discuta acerca del cumplimiento de la aproximación de rayos mencionada anteriormente. ¿Qué sería necesario hacer, para que fuera más adecuada esta aproximación? Que el objeto en el que va a ocurrir la reflexión este mas pulido o que el rayo sea mas definido.
  • Mencione algunos ejemplos de aplicaciones de la reflexión de la luz. ✓ Los destellos de la luz solar en las paredes, cuando impactan sobre la pantalla pulida de un celular. ✓ La posibilidad de vernos en un espejo, cuya superficie muy pulida permite devolver los haces de luz hacia nuestros ojos. Marco teórico La reflexión de la luz se produce cuando las ondas entran en contacto con una superficie o límite que no absorbe la energía de radiación y hace rebotar las ondas lejos de la superficie. El ejemplo más sencillo de la reflexión de luz visible es la superficie de un lago liso, en el que la luz incidente se refleja de manera ordenada para producir una imagen clara de la escena que rodea el charco. La reflexión de luz puede categorizarse en dos tipos de reflexión. La reflexión especular, la cual se define como la luz reflejada a partir de una superficie lisa en un ángulo determinado, y la reflexión difusa que se produce en las superficies rugosas que tienden a reflejar la luz en todas las direcciones. Para visualizar las diferencias entre la reflexión especular y difusa, tenga en cuenta el uso de dos superficies muy diferentes: un espejo liso y una superficie rugosa. El espejo refleja todos los componentes de la luz blanca (como las longitudes de onda rojas, verdes y azules) de forma casi idéntica, y la luz especular reflejada sigue una trayectoria que tiene el mismo ángulo normal como la luz incidente.

Bibliografía

❖ Fernández, J. L. (s. f.). Reflexión y refracción de la luz. Fisicalab.

https://www.fisicalab.com/apartado/reflexion-refraccion-luz

❖ J, P. P., & Merino, M. (2023). Reflexión de la luz - Qué es, definición, tipos y

características. Definición.de. https://definicion.de/reflexion-de-la-luz/

❖ La reflexión de la luz: Introducción | Olympus LS. (s. f.). https://www.olympus-

lifescience.com/es/microscope-

resource/primer/lightandcolor/reflectionintro/#:~:text=%C2%BFQu%C3%A9%20e

s%20la%20reflexi%C3%B3n%20de,ondas%20lejos%20de%20la%20superficie.

Elaboración de Cálculos y Magnitudes (Cálculos con firma)

Hipótesis Yo creo que cuando se realice el caso 1 cuando la luz incide desde el aire al acrílico los ángulos de reflexión irán aumentando de manera más constante según se vaya aumentando el ángulo inicial mientras que en el caso 2 cuando la luz incide desde el acrílico al aire no será constante el aumento si no que aumentaran y tendrán mucha diferencia entre si , y pienso que el índice de refracción será el mismo. Mediciones debidamente realizadas ( Cálculos en Limpio )

Conclusiones

  • 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), para cada caso. En el primer caso de aire acrílico se da la refracción de manera en que esta cerca de la normal mientras que en segundo caso de acrílico a aire podemos observar cómo se va alejando de la normal hasta que la refracción es nula.
  • Formule la ley de la refracción de la luz, a partir de los resultados que obtuvo en los experimentos anteriores. ¿Cómo puede introducir la magnitud índice de refracción?. Podemos que decir que según el material van a variar los ángulos de la refracción por lo tanto podemos decir que con los ángulos y los índices de refracción de los materiales se podría tener una equivalencia y así sacar una ecuación.
  • Proponga una forma de determinar el índice de refracción del acrílico del semicilindro. Determine esta 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?. Con la equivalencia podemos sacar el índice de refección del acrílico del semicilindro ya que ya contamos con los otros valores. Si, es menor que el aire en este caso.
  • Para el caso cuando la luz incide desde el acrílico al aire, ¿cómo describe el comportamiento del rayo refractado?. ¿Qué nuevo fenómeno tuvo lugar en este caso?. ¿Conoce el nombre de este fenómeno?.¿Qué relación tiene con las fibras ópticas?. El rayo refractado fue nulo , es decir que no hubo refracción, sino que se comenzó a reflejar , este fenómeno se conoce como reflexión total interna , esto ocurre cuando el índice de refracción del material interno es mayor que el índice de refracción del material que lo recubre, como es el caso de la fibra óptica.
  • ¿Por qué el objeto de acrílico se construyó en forma de semicilindro?. ¿Puede explicar esto a partir de los resultados experimentales?. Se construyo de esa manera para que nosotros pudiéramos ubicar de mejor manera la ubicación del ángulo final de la refracción.
  • Además del rayo refractado, ¿observó algún otro rayo que sale de la superficie de separación entre el acrílico y el aire?. ¿Qué rayo es éste y qué ley cumple?. Había veces en que se podía ver un rayo con menor claridad ser reflejado al mismo tiempo que ocurría la refracción, pero no se pudo apreciar muy bien.

Bibliografía

❖ Aquae. (2020, 26 octubre). Refracción de la luz: Conoce y experimenta - Fundación

AQUAE. Fundación Aquae. https://www.fundacionaquae.org/refraccion-luz/

❖ Fernández, J. L. (s. f.). Reflexión y refracción de la luz. Fisicalab.

https://www.fisicalab.com/apartado/reflexion-refraccion-luz

❖ J, P. P., & Merino, M. (2023). Reflexión de la luz - Qué es, definición, tipos y

características. Definición.de. https://definicion.de/reflexion-de-la-luz/

❖ Significados. (2021). Refracción de la luz. Significados.

https://www.significados.com/refraccion-de-la-luz/

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE

NUEVO LEÓN

Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica

FISICA MODERNA

LABORATORIO

“Práctica 4”

Matricula Nombre Carrera 1994424 ANDREA KARINA SERRANO RDZ ITS

Grupo.

NORMA ESTHELA FLORES MORENO

4 de septiembre del 2023 Pedro de Alba S/N, Ciudad Universitaria; San Nicolás de los Garza N.L

Hipótesis Yo creo que cuando se use el lente cilíndrico circular su distancia será menor que la distancia focal que habrá cuando se use el lente cilíndrico curvo y en el segundo ejercicio yo creo que para que la imagen sea nítida la distancia entre la lente y la fuente de luz tiene que ser el doble de su distancia focal mientras que la distancia entre la pantalla donde se visualiza la imagen y la lente tiene que ser el doble de la distancia entre la fuente de luz y la lente. Mediciones debidamente realizadas ( Cálculos en Limpio )