Física 3

“ESTUDIO DE LA REFLEXION Y REFRACCION DE LAS ONDAS

ELECTROMAGNETICA S”

Alumnos : Mauricio Nova D.

Profesor :

Fecha Entrega :

Ayudante :

Física 3

Objetivos

- Medir el índice de refracción de un prisma para ondas electromagnéticas en el rango visible (luz) y de microondas.- Medir el ángulo de reflexión de ondas electromagnéticas- Medir el ángulo de reflexión total cuando un rayo de luz pasa de un medio de mayor índice de refracción a uno de menor índice de refracción

Planificación

Otra propiedad de las ondas es la refracción. Esta consiste en que una onda cambia su velocidad de propagación cuando pasa de un medio a otro. Esta propiedad del medio, de cambiar la velocidad de las ondas se parametriza a través del llamado "índice de refracción" definido como la razón entre la velocidad de la luz en el vacío y la velocidad de la luz en el medio, para el caso de la luz.

La refracción tiene la cualidad de cambiar la dirección del rayo incidente cuando este incide oblicuo a la superficie de interface que separa dos medios con distinto índice de refracción. Existe una ley enunciada por Snell y que se resume mediante la relación:

Donde n1 y n2 son los índices de refracción del primer medio y del segundo medio respectivamente; y θi y θt, son los ángulos de incidencia y refracción respectivamente.Puede observarse que cuando n1<n2 el ángulo θt < θi, en cambio cuando n1>n2 el ángulo θt > θi. En este último caso se observa también que cuando θi >= θcritico no existe rayo refractado, es decir se produce una reflexión total.

1

Física 3

Además como ya vimos el fenómeno de la reflexión de ondas: el ángulo de incidencia de una onda plana sobre un espejo es igual al ángulo de reflexión.

Procedimiento

Parte 1: Indice de refracción de un prisma.

1- Ubique un prisma sobre el disco graduado de tal modo que el rayo de luz proveniente de la fuente incida normalmente sobre la cara plana del mismo cerciorando que este se mantenga en una dirección recta normal bajo un ángulo de 0 grados. Ver figura 1.

2- Proceda a girar el disco de modo que se varíe el ángulo de incidencia y mida el mismo.3- Determine el ángulo de refracción, apoyado con una regla sobre el prisma, en el borde del disco graduado.4- Repita los pasos para dos nuevos ángulos de incidencia.5- Determine en cada caso en índice de refracción mediante el uso de la ley de Snell.

2

Física 3

Etapa Experimental y Conclusiones

Mediciones: a) θi= 10º θt= 7ºb) θi= 30º θt= 20ºc) θi= 50º θt= 30º

mediante la ley de Snell n1sen θi= n2 sen θta) obtuvimos n2= 1.42b) n2 = 1.46c) n2 = 1.53

Mientras mayor es el ángulo incidente, el ángulo refractado es menor y el índice de refracción va en aumento

Parte 3: Incidencia desde un medio menos denso a otro más denso (n1<n2)

2- A continuación proceda a completar la tabla N°1 donde para este caso el ángulo de refracción ha sido considerado como θt(1).

3

Física 3

TABLA 1

θi θt (1) θt (2)-  - - 

0°  0 010°  7 1420° 14 2630° 20 4240° 26 6050° 3160°  36  70°  70  80°  41  90°  0  

Parte 3b: Incidencia desde un medio más denso a otro menos denso (n1>n2).

1- Repita el procedimiento de alineación, pero ahora haga incidir el rayo proveniente de la fuente sobre la cara curva de la lente.2- Complete ahora la Tabla N°1 para el rayo refractado según el ángulo θt (2).

Etapa Experimental y Conclusiones

En el desarrollo de esta experiencia, donde medimos el ángulo reflectado y refractado, obtuvimos que el ángulo critico se encuentra entre 40º y 50º, siendo 45º la medida de este ángulo.

Parte 4: Reflexión y refracción de microondas.

1- Monte el equipo de la misma forma como muestra la Figura 5. Haga girar el prisma cuando este vacío y observe los efectos sobre el la onda incidente.

4

Física 3 2- Llene el prisma con los granos de estireno, y para simplificar los cálculos, alinee la cara del prisma tal que el rayo incidente llegue perpendicular a ella.3- Haga girar el brazo móvil del goneómetro hasta localizar el rayo refractado4- Utilizando el diagrama que muestra la Figura 5 determine el ángulo θi y usando el ángulo θ, calcule θt.5- Considerando que el índice de refracción del aire es 1, con los datos obtenidos, utilizando la ley de Snell determine el índice de refracción del estireno para microondas.

5