DISCUSIÓN DE VIDEO DE ÓPTICA

INTRODUCCIÓN:

Esta práctica de laboratorio está dedicada a la discusión de un video sobre óptica donde se dan los conocimientos esenciales acerca del desarrollo histórico de la naturaleza de la luz y se describen algunos fenómenos ópticos.

El video servirá como introducción al tema de óptica además puede ser útil para el proyecto que se está desarrollando por parte de los equipos de estudiantes, por la información histórica que ofrece.

DESARROLLO:

Debe ver atentamente el video y tomar notas acerca de los aspectos más importantes que trata. Al final del video se realizará una discusión en todo el grupo, sobre el material tratado. Como base para esta discusión, se utilizará un listado de preguntas que serán respondidas durante la discusión y que se muestran en este material.

PREGUNTAS A RESPONDER:

¿Cuáles teorías sobre la naturaleza de la luz se mencionan en el video?

• Teoría Electromagnética

• Teoría Corpuscular: supone que la luz se propaga desde los cuerpos luminosos en forma de partículas.

• Teoría ondulatoria: se encontraba para explicar la propagación rectilínea de la luz y la polarización (descubierta por Huygens)

¿Qué aportes realizó Galileo a la óptica?

Realizó grandes aportes a la astronomía y aunque no inventó el telescopio representó una gran ayuda para sus investigaciones, siendo el quien impulsó la astronomía hacia el futuro.

Telescopio en el Observatorio de Niza.

Se denomina telescopio a cualquier herramienta o instrumento que permite ver objetos

3) ¿Qué es la reflexión de la luz?

En Óptica: proceso por el cual un rayo de luz que incide sobre una superficie "rebota" sobre ésta. El ángulo con la normal a esa superficie que forman los rayos incidente y reflejado son iguales. Además se produce también un fenómeno de absorción diferencial en la superficie, por el cual la energía y espectro del rayo reflejado no coinciden con la del incidente. Para una explicación más detallada ver: radiación electromagnética.

4) ¿Qué ley cumple éste fenómeno?

Según la tercera ley de la óptica: el rayo reflejado se encuentra en un mismo plano que el rayo incidente y la normal al punto de incidencia siendo el ángulo de reflexión igual al de incidencia.

5) ¿Qué es la refracción de la luz?

Una refracción es la desviación de un haz de luz provocado por el cambio de medio a otro distinto índice de refracción.

¿Cuándo ocurre éste fenómeno?

Este fenómeno ocurre cuando los rayos luminosos al pasar de un medio a otro, donde su velocidad es distinta, da lugar a los fenómenos de refracción. Así si un haz de rayos luminosos incide sobre la superficie de un cuerpo transparente, parte de ellos se reflejan mientras que otra parte se refracta, es decir penetran en el cuerpo transparente experimentando un cambio en su dirección de movimiento. Esto es lo que sucede cuando la luz atraviesa los medios transparentes del ojo para llegar hasta la retina.

Mencione algún dispositivo o situación donde ocurre el fenómeno de la refracción de la luz.

Cuando tenemos un líquido en específico en un vaso de cristal después inserto un objeto se ve como si ese objeto estuviera fuera de su posición original.

¿Qué fenómeno óptico ocurre en los prismas?

Newton que descubrió en 1666 que la luz blanca puede dividirse en sus colores componentes mediante un prisma y encontró que cada color puro se caracteriza por una refractabilidad específica. Este fenómeno se denomina difracción.

Mencione las características de alguna región del espectro electromagnético.

Las partículas dentro de él viajan a velocidad de la luz también son ondas electromagnéticas, dentro de un rango existe la luz visible, rayos gamma, infrarrojos, rayos x, ultravioleta, microondas.

Describa el fenómeno de la interferencia de la luz y el patrón que fue mostrado en el video.

Es cuando las ondas chocan y adquieren otra dirección existen dos tipos la destructiva, que es cuando las ondas están fuera de fase y la onda pierde y la constructiva que es cuando se juntan las ondas y se vuelve más fuerte.

¿Cómo definiría usted la difracción de la luz?

Cuando una luz penetra un material y la luz cambia su ángulo al que fue proyectado.

¿Qué instrumentos ópticos se mencionan el video?

Telescopios, lentes, microscopios, fuentes de luz.

Según la información que obtuvo del video, ¿qué es la luz?

Es una energía que viaja a gran velocidad y existen diferentes tipos y colores que pueden transmitir información como la fibra óptica.

Opine acerca de la importancia práctica de la óptica

Es una herramienta para enviar información hacer mediciones, y es muy útil en la ciencia y la tecnología.

CONCLUSIONES:

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.

Bibliografía:

Laboratorio de física moderna

www.google.com

www.wikipedia.org

PRÁCTICA #2

ESTUDIO DEL FENÓMENO DE REFLEXIÓN DE LA LUZ

OBJETIVO:

Evaluar el cumplimiento de la ley de la reflexión de la luz, en diferentes tipos de superficies.

INTRODUCCIÓN:

Entre los numerosos fenómenos ópticos que vemos a nuestro alrededor uno de los más comunes es la reflexión de la luz. ¿Cuándo estamos en presencia del fenómeno de la reflexión de la luz?

Éste fenómeno se ha descrito desde hace mucho tiempo y es utilizado con numerosos instrumentos ópticos y otros que utilizamos en nuestra vida diaria. ¿Puedes mencionar alguna situación donde hayas utilizado el fenómeno de la reflexión de la luz?

En ésta práctica de laboratorio observaremos algunos casos de reflexión de la luz en dos tipos de superficies: superficies muy pulidas, como los espejos, y superficies rugosas. Asimismo evaluaremos el cumplimiento de la ley de la reflexión de éstas superficies.

DESARROLLO:

Para enunciar la ley de la reflexión de la luz, se utiliza la aproximación de rayos para describir el comportamiento de la energía que transporta la luz. En ésta aproximación se considera que la luz viaja como un rayo de dimensiones perpendiculares a la dirección de la propagación, muy pequeñas comparadas con las dimensiones perpendiculares de los objetos con los que interactúa. Este rayo incide sobre una superficie plana que separa dos medios de características diferentes, con un cierto ángulo respecto a la línea normal (perpendicular) a la superficie (este ángulo es llamado ángulo de incidencia).

El problema que se plantea es el siguiente:

¿Cuál será el ángulo del rayo reflejado desde la superficie con respecto a la normal? (éste ángulo se conoce con el nombre de ángulo de reflexión).

Aplicando el Método Científico Experimental discuta con su equipo de trabajo ésta situación y propaga una hipótesis acerca de la relación entre el ángulo de incidencia y el ángulo de reflexión. Esta relación entre estos ángulos es lo que se conoce como la Ley de la Reflexión.

Realice las mediciones para alguna superficie plana muy pulida (tipo espejo). Elabore las mediciones y concluya acerca del cumplimiento de la hipótesis formulada.

¿Los resultados obtenidos en éste tipo de superficie se cumplen en cualquier superficie?

Analice el cumplimiento de los resultados obtenidos en al menos dos tipos de superficies más, que pueden ser:

• Una superficie espejo que no sea plana (espejo curvo)

• Una superficie que sea plana pero no sea pulida (reflexión difusa)

HIPÓTESIS:

Deacuerdo, a la ley de la Reflexión, creo que el ángulo de reflexión va a ser igual para todos los casos, sin importar el tipo de superficie ya sea pulida o rugosa.

SUGERENCIA:

En la superficie espejo curva intente dibujar en el papel la forma de la superficie y la línea central del rayo incidente y el reflejado. Saque el papel y el reflejado. Saque el papel y dibuje ahora la normal a la superficie, en el punto donde la luz incidió. Mida los ángulos respecto a ésta normal.

MEDICIONES

Superficie rugosa clara

ð i (ángulo de incidencia)	ð r (ángulo de reflexión)
20ð	25ð
30ð	30ð
40ð	35ð
50ð	45ð
60ð	55ð

Superficie pulida (espejo)

ð i (ángulo de incidencia)	ð r (ángulo de reflexión)
20ð	20ð
30ð	30ð
40ð	40ð
50ð	50ð
60ð	60ð

Superficie pulida

Cóncavo

ð i (ángulo de incidencia)	ð r (ángulo de reflexión)
20ð	15ð
30ð	25ð
40ð	35ð
50ð	45ð
60ð	55ð

Convexo

ð i (ángulo de incidencia)	ð r (ángulo de reflexión)
20ð	35ð
30ð	45ð
40ð	60ð
50ð	75ð
60ð	90ð

En el caso de la superficie rugosa oscura no se pudo obtener ningún valor de los ángulos de reflexión, ya que el rayo de dispersa de tal forma que no se puede distinguir el ángulo.

OBSERVACIONES:

En el caso de las superficie pulida curva cóncava, observamos que al utilizar tres rayos sobre ella, los rayos reflejados convergen en un punto; es decir se unen en cierto punto (punto focal); en cambio en la superficie curva convexa los rayos reflejados divergen, esto es que no se unen en ningún punto.

CONCLUSIONES:

Deacuerdo a las pruebas realizadas, podemos concluir que el ángulo de la luz reflejada varía dependiendo en gran cantidad, sino es que en un 100% de la superficie, si es rugosa, si es clara u oscura, pulida o si presenta curvaturas.

También el hecho de que la “Ley de la Reflexión”, sólo se cumple en ciertas condiciones, dichas condiciones son que la superficie sea plana (sin curvaturas) y pulida. Por lo cual mi hipótesis es errónea.

PRÁCTICA #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:

El segundo fenómeno que vamos a estudiar en el curso de óptica es el de refracción de la luz. Este fenómeno ocurre cuando la luz pasa de un medio, con determinadas propiedades ópticas, a otro medio con propiedades ópticas diferentes. En particular la propiedad más importante es la velocidad de propagación de la luz, que como se conoce es diferente en cada sustancia.

El fenómeno de la refracción provoca que si el rayo de luz incide en una superficie de separación entre dos medios, con un ángulo diferente de cero grados (no incide perpendicularmente a la superficie), no se propaga en forma rectilínea sino que sufre un cambio en su dirección, en la misma superficie. Debido a este cambio de dirección, el ángulo de incidencia del rayo (ángulo entre el rayo incidente y la normal a la superficie) no es igual al ángulo de refracción (ángulo entre el rayo refractado y la normal).

La ley de la refracción describe la relación entre los senos de éstos dos ángulos y fue descrita por primera vez por W. Snell en el año 1621, por lo cual se le conoce con el nombre de la Ley de Snell.

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. Tenga cuidado al colocar el semicilindro pues debe hacerse de modo que quede en el centro de la mesa circular, con la marca de ángulo igual a cero como normal a la superficie plana del acrílico.

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 (ði) y el seno del ángulo de refracción (ðr).

HIPÓTESIS:

El índice de refracción va a ser menor conforme el ángulo de refracción aumente. También podría decirse que la velocidad va a ser menor en el caso del aire-acrílico en comparación al caso del acrílico-aire.

SUGERENCIA:

Confeccione una tabla o un gráfico para fundamentar sus conclusiones. Puede elaborar una tabla del seno del ángulo de incidencia en función del seno del ángulo de refracción. Divida el valor del Senði entre el Senðr y vea como se comporta ésta relación para diferentes valores del ángulo de incidencia ði. ¿Es el mismo valor para los dos casos estudiados?

En el caso cuando la luz incide desde el acrílico al aire, ¿ocurre la refracción para cualquier ángulo de incidencia?. ¿Qué comportamiento nuevo observa en éste caso?.

MEDICIONES

Aire-Acrílico

ð i (ángulo de incidencia)	ð r (ángulo de refracción)	n (índice de refracción)	ð (ángulo de reflexión)	v (velocidad) m/s
20ð	10ð	1.96	20ð	1.55 ð108
25ð	15ð	1.63	25ð	1.83 ð108
30ð	18ð	1.618	27ð	1.85 ð108
35ð	20ð	1.856	33ð	1.61 ð108
40ð	23ð	1.645	37ð	1.82 ð108
41ð	24ð	1.613	39ð	1.86 ð108
42ð	25ð	1.583	40ð	1.89 ð108
43ð	25ð	1.613	41ð	1.86 ð108
44ð	25ð	1.643	41ð	1.82 ð108
45ð	25ð	1.673	42ð	1.79 ð108

Acrílico-Aire

ð i (ángulo de incidencia)	ð r (ángulo de refracción)	n (índice de refracción)	ð (ángulo de reflexión)	v (velocidad) m/s
20ð	32ð	.64	22ð	4.68 ð108
25ð	40ð	.657	26ð	4.56 ð108
30ð	50ð	.65	33ð	4.61 ð108
35ð	60ð	.6623	37ð	4.52 ð108
40ð	75ð	.6654	40ð	4.51 ð108
41ð	80ð	.666	41ð	4.50 ð108
42ð	0ð	0	45ð	0
43ð	0ð	0	46ð	0
44ð	0ð	0	47ð	0
45ð	0ð	0	47ð	0

Donde: n= Sen ði_ c=3ð108 m/s n= c_

Sen ðr v

LEY DE SNELL

OBSERVACIONES:

En el experimento pudimos observar que a pesar de estar analizando el fenómeno de la refracción de la luz y no el de reflexión, también se produjo un rayo de reflexión tanto en el caso del aire-acrílico como en el del acrílico-aire en los cuales ð iyðð

CONCLUSIONES:

En el caso aire-acrílico, tenemos que el ángulo de refracción es un poco menor a el ángulo de incidencia; en cambio en el caso de acrílico-aire el ángulo de refracción es cada vez mayor en comparación al ángulo de incidencia.

Por lo que según los resultados y mediciones obtenidas, la ecuación de la Ley de Snell, sería:

Aire-Acrílico 1Senði= Senðr

Promedio de n

La velocidad en el acrílico es menor que la velocidad en el aire, ya que se podría decir que el acrílico es más denso que el aire, y por lo tanto presenta más oposición.

PRÁCTICA DE LABORATORIO #4

ESTUDIO DE LAS LENTES

OBJETIVO:

Determinar la distancia focal de las lentes, utilizando el método gráfico y la fórmula de las lentes.

MARCO TEÓRICO:

Uno de los principales dispositivos utilizados en diferentes equipos ópticos son las lentes. Una lente es cualquier dispositivo transparente limitado por dos superficies, al menos una de las cuales debe ser curva. Al pasar la luz por la lente ocurre el fenómeno de refracción en sus dos superficies, al menos una de las cuales debe ser curva. Al pasar la luz por la lente ocurre el fenómeno de refracción en sus dos superficies, por lo cual la trayectoria de los rayos se desvía de dirección original. Por ello las lentes se usan para cambiar las trayectorias de los rayos de luz y hacerlos converger en un punto o divergir desde un punto. Las lentes pueden fabricarse de diferentes materiales como vidrio (es el más empleado), plástico, agua o incluso aire.

Las lentes se caracterizan de varias formas y utilizando diferentes magnitudes. Pueden clasificarse en convergentes (aquellas que hacen que los rayos paralelos que inciden sobre ella converjan en un punto) y divergentes (aquellas que provocan que los rayos paralelos se separan o divergen). Una lente de vidrio u otro material de mayor índice de refracción que el aire, situada en el aire será convergente si su espesor en el centro es mayor que en los bordes. Una lente divergente de vidrio en el aire tendrá en su centro menor espesor que en los bordes.

Una característica fundamental de las lentes es su distancia focal (f), que es la distancia medida desde el centro de la lente hasta el foco. El foco o punto focal se define como el punto donde se unen (o parece que se unen) los rayos que llegan paralelos a la lente. Asimismo si se sitúa en el foco de la lente una fuente de luz puntual (de muy pequeñas dimensiones) la lente provoca que los rayos procedentes de ésta fuente se conviertan en paralelos.

Las lentes se utilizan fundamentalmente para obtener imágenes de objetos. La distancia imagen (q) y la distancia objeto (p) se relacionan entre sí por la fórmula de las lentes que se puede escribir en la forma:

donde f es la distancia focal de la lente.

Desarrollo:

La práctica se desarrollará en dos ejercicios. En el primer ejercicio se utilizarán lentes cilíndricas y se determinará la distancia focal por el método gráfico. En el segundo ejercicio se utilizarán lentes esféricas y se determinará la distancia focal utilizando la fórmula de las lentes ya mencionada.

Retire la pantalla y coloque la lente a una distancia del objeto aproximadamente dos veces mayor que la distancia focal de la lente. Mida la distancia objeto (p). Utilizando la fórmula de las lente calcule a qué distancia de la lente debe estar situada la imagen o sea la distancia imagen (q). Esta distancia calculada será su hipótesis acerca de la posición de la imagen.

Apague la fuente de iluminación y sin mover la lente coloque la pantalla a una distancia de la lente igual a la distancia imagen calculada por su equipo. Si sus cálculos fueron correctos al encender la fuente de iluminación debe aparecer una imagen nítida en ésta pantalla. Encienda la fuente de iluminación y compruebe si realmente aparece la imagen.

HIPÓTESIS:

El desarrollo de la óptica comenzó durante las primeras décadas del siglo XVII, cuando se inventaron el microscopio y telescopio; la teoría ondulatoria de la luz establece que esta se propaga en forma de ondas, que vibran en ángulo recto a la dirección de su propagación.

MEDICIONES

Utilizando la figura convexa

frefr=4.3cm

Utilizando la figura cóncava

frefl= 6.5cm

p= 20.2cm.

f=? por lo tanto: _1_ + _1_ =_1_

q= 56.3cm. 20.2 56.3 f

2p= 40.4cm

q=? ; _1_ = _ 1_ - _1__

f = 14.86cm q 14.86 40.4

CONCLUSIONES:

Estudiamos como se comportan las lentes, también se determinó la distancia focal por medio del método gráfico, después se utilizaron lentes esféricas para determinar la distancia focal, utilizando la fórmula de las lentes ya mencionada.

PRÁCTICA #5

ESTUDIO DE INSTRUMENTOS ÓPTICOS

OBJETIVO:

Diseñar un sistema óptico utilizando la fórmula del aumento de sistemas de lentes.

MARCO TEÓRICO:

Cuando queremos observar bien un objeto pequeño utilizamos una lupa. Cuando en investigaciones biológicas o metalúrgicas se requiere observar detalles pequeños de algún objeto se utilizan microscopios de diferentes tipos que nos permiten observar imágenes muy grandes de detalles pequeños de los objetos.

Por ejemplo es típico el uso de los microscopios para estudiar los granos de materiales metálicos y así poder apreciar la presencia de diferentes defectos en los mismos. De la misma forma los circuitos eléctricos han llegado a alcanzar la miniaturización tal que en muchos casos para poder trabajar con ellos en forma segura se requiere de algún dispositivo óptico que nos permita obtener una imagen aumentada del objeto a estudiar.

Por todo lo expresado el uso de lentes individuales o sistemas de lentes está muy extendido en la ciencia y la tecnología, como herramientas de trabajo. La magnitud utilizada para caracterizar estos dispositivos es el aumento (M). El aumento se define como la relación entre el tamaño de la imagen (h´) y el tamaño del objeto (h), o sea:

M= _h´

h

Como se puede observar el aumento es una magnitud sin dimensiones (adimensional) y que nos indica cuántas veces mayor o menor es la imagen con respecto al objeto. El aumento puede tener signo. Si el aumento es negativo significa que la imagen está invertida con respecto al objeto, ya que los tamaños de la imagen o del objeto se consideran positivos si están sobre el eje central del sistema.

De la misma forma el aumento se relaciona con las distancias del objeto (p) y de la imagen (q), para sistemas compuestos por una sola lente, por la fórmula:

M= h´ = -q_

h p

HIPÓTESIS:

Es típico el uso de los microscopios para estudiar los granos de materiales metálicos, y así poder apreciar la presencia de defectos en los mismos.

3=q/p por lo tanto: 3p=q

p=q/3

1/(q/3) + 1/q = 1/14.86cm

3/q + 1/q = 1/14.86cm

4/q = 1/14.86cm

q = 4/0.067

p = q/3

p = 59.44/3

flecha = 2.3cm

3 flecha teórico= 6.9cm

3 flecha práctico= 6.8cm

CONCLUSIONES:

Tomando como base la práctica anterior se pudo calcular el tamaño de la imagen proyectada tres veces su tamaño original. Según nuestros cálculos, tomando en cuenta las distancias de la luz al aumento y del lente a la pantalla, obtuvimos una aproximación a los valores prácticos.

PRÁCTICA #6

ESTUDIO DEL FENÓMENO DE DIFRACCIÓN DE LA LUZ

OBJETIVO:

Observar las características del patrón de difracción por una rendija y determinar el ancho de una rendija a partir de la medición de la posición de los mínimos de la intensidad.

MARCO TEÓRICO:

En algunos fenómenos ópticos la luz se comporta como una onda electromagnética. Estos son los fenómenos de interferencia, difracción y polarización.

En ésta práctica estudiaremos el caso de la difracción de la luz en rendijas. La difracción puede definirse como:

La desviación de la propagación rectilínea de la luz en las cercanías de un objeto opaco.

La difracción puede ocurrir en diversos objetos que se interpongan en la trayectoria de la luz como: rendijas, objetos circulares, agujeros, etc. Sin embargo aunque el fenómeno puede ocurrir en ocasiones no podemos observarlo claramente debido a que los efectos que produce son poco apreciables.

Cuando se observan los efectos de la difracción se podrá apreciar que la no es una línea recta, como ocurría en los casos estudiados en la Óptica Geométrica, y además se podrán apreciar zonas de mayor iluminación (llamados máximos de intensidad) y zonas de mínima iluminación (llamados mínimos de intensidad).

El fenómeno de difracción tiene gran utilización práctica entre las cuales podemos mencionar la determinación de las medidas de objetos o aberturas muy pequeñas, tan pequeñas que no es posible medirlas directamente, utilizando las características del patrón de difracción que se obtiene al interactuar la luz con este objeto. De la misma forma pueden determinarse las características algún objeto o superficie observando las propiedades del patrón de difracción obtenido. Por ejemplo esta técnica es utilizada para determinar la calidad del procesamiento mecánico realizado a superficies metálicas.

DESARROLLO:

Para esta práctica de laboratorio se utilizará como fuente de luz un láser de He-Ne, por lo cual los estudiantes deben leer atentamente, antes de realizar la práctica, las medidas de seguridad orientadas para el trabajo con éste equipo. Este láser emite luz visible de color rojo con una longitud de onda de 632.8nm y una potencia de 1.5mw.

Para mostrar una de las aplicaciones que tiene el fenómeno de la difracción utilizaremos el mismo para calcular el ancho de las rendijas. Para realizar esta tarea debe seleccionar una de las rendijas. Para realizar esta tarea debe seleccionar una de las rendijas que tiene la dispositiva, a la cual le va a determinar su ancho.

La fórmula que permite calcular la posición de los mínimos de difracción en el patrón producido por una rendija tiene la forma:

donde:

a.- ancho de la rendija

ð.- ángulo de la dirección en la cual se encuentra el mínimo, según el esquema

ð.- longitud de onda de la luz del láser ya conocida.

m.- número entero que da el orden del mínimo, contando a partir del centro

del patrón y que es igual a 1,2, 3, etc.

El ángulo se puede determinar por medio del siguiente esquema:

HIPÓTESIS:

En física, la difracción es un fenómeno característico de las ondas que consiste en la dispersión y curvado aparente de las ondas cuando encuentran un obstáculo. La difracción ocurre en cualquier tipo de ondas, desde ondas sonoras, ondas en la superficie de un fluido, ondas electromagnéticas como la luz y las ondas de radio.

PUNTO A

L=43.8cm

x1=1.2cm

a1=.023mm

L=43.8cm

x2=2.6cm

a2=.0214mm

L=43.8cm

x3 =3.8cm

a3=.0219mm

aprom= a1+a2+a3 =

3

aprom = .0221

PUNTO B

L=43.8cm

x1=.6cm

b1=.0461mm

L=43.8cm

x2=1.2cm

b2=.0462mm

L=43.8cm

x3 =1.9cm

b3=.0438mm

aprom = .0453

PUNTO C

L=43.9cm

x1=.4cm

c1=.069mm

L=43.9cm

x2=.8cm

c2=.0694mm

L=43.9cm

x3 =1.15cm

c3=.0723mm

PUNTO D

L=43.8cm

x1=.3cm

c1=.0924mm

L=43.8cm

x2=.48cm

c2=.1154mm

L=43.8cm

x3 =.58cm

c3=.1433mm

PRÁCTICA #7

ESTUDIO DE LAS REDES DE DIFRACCIÓN

OBJETIVO:

Observar las características del patrón producido al incidir luz monocromática en una red de difracción y relacionarlo con la longitud de onda de la radiación y los parámetros de la red.

MARCO TEÓRICO:

En la práctica anterior se estudio el fenómeno de difracción para el caso de una o varias rendijas muy cercanas. Se observó que las posiciones en los mínimos está determinada por el orden del mismo, la longitud de onda y el ancho de la rendija en cuestión.

En general en las aplicaciones no se usan rendijas solas sino gran cantidad de rendijas muy estrechas colocadas muy cerca una de las otras. Este dispositivo es llamado red (o rejilla) de difracción. Se llegan a construir redes de difracción que tienen hasta miles de rendijas por milímetro de largo de la red. A la cantidad de rendijas que tiene la red por unidad de longitud se le llama densidad de líneas de la red y se representa por la letra n.

La principal aplicación de las redes de difracción es determinar la longitud de onda de la luz que incide en ellas. Ésta aplicación se conoce con el nombre de análisis espectral muy utilizado en Química, Metalurgia, Astronomía y otras ramas de la ciencia y la tecnología.

En las redes de difracción ocurren dos fenómenos: la difracción en cada una de las rendijas y la interferencia de los haces provenientes de cada rendija. Es por ello que lo que observamos en la pantalla son los máximos de interferencia. Al igual que los mínimos de difracción la posición de los máximos de inferencia en la pantalla está determinada por la longitud de onda de la radiación, el orden del máximo y un parámetro de la red.

Si se mide la posición de un máximo determinada y se conoce el parámetro de la red se puede determinar la longitud de onda. Ésta es la esencia del análisis espectral.

MEDICIONES

n= 80

PRÁCTICA #9

POLARIZACIÓN

OBJETIVO:

• Verificar el cumplimiento de la ley de Malus en un sistema de dos polaroides.

• Medir la intensidad de la luz con un fotosensor.

• Graficar dependencias de carácter más complejo (Cos2ð)

INTRODUCCIÓN:

Polarización es la orientación determinada del vector intensidad del campo eléctrico en la onda electromagnética.

Una onda está polarizada, cuando el vector intensidad del campo eléctrico, en la onda, oscila con cierta orientación.

Deacuerdo al orden que tenga se definen los estados de polarización.

Estados de Polarización:

• Polarización lineal (plana): el vector intensidad del campo oscila en un mismo plano

• Polarización circular: el vector oscila describiendo un círculo.

• Polarización elíptica: el vector describe una elipse.

• No polarizada (natural): el vector oscila sin orden alguno.

POLAROIDES:

• Es un tipo de material que tiene la propiedad de solamente dejar pasar la onda cuyo vector intensidad del campo oscila en una dirección determinada.

• Toda onda que tenga el vector en otra dirección es absorbida.

• Esta propiedad se llama dicroísmo.

LEY DE MALUS:

• “La intensidad de la luz que atraviesa un polarizador es proporcional al cuadrado del coseno del ángulo entre su dirección de polarización y la de la luz”

• Itransmitida = Iincidente Cos2ð

• Si ð ð ðð pasa toda la intensidad.

• Si ð ð ððð no pasa nada.

MEDICIONES

ð (ángulo )	I (intensidad) mA	ICos ð (Ley de Malus)
0ð	80	80
10ð	80	77.58
20ð	80	70.64
30ð	77.5	58.125
40ð	65	38.14
50ð	60	24.79
60ð	52.5	13.125
70ð	35	4.094
80ð	25	.7539
90ð	12.5	0
100ð	25	.7538
110ð	40	4.679
120ð	55	13.75
130ð	65	26.85
140ð	69	40.49
150ð	75	56.25
160ð	75	66.22
170ð	77.5	75.16
180ð	80	80

CONCLUSIONES:

Una onda electromagnética es la forma de propagación de los campos eléctricos y magnéticos en el espacio. En un punto determinado, las ondas se propagan a lo largo de una determinada dirección; en dicho punto el vector campo eléctrico puede tener dos componentes vectoriales transversales, cuya suma es otro vector.

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE NUEVO LEÓN

FACULTAD DE INGENIERÍA

MECÁNICA Y ELÉCTRICA

LABORATORIO DE FÍSICA MODERNA

n1Senð1=n2Senð2

1.6834

_1 _ + _1_ = _1_

p q f

f= distancia focal

p= distancia de la fuente

de luz a la lente.

q= distancia de la lente

a la pantalla.

f= 14.86

q= 23.5

_1 _ + _1_ = _1_

p q f

q = 59.44cm

p = 19.81cm

aSenð = + mð

ð = tan-1 X

L

aprom = .0221 y arendija=.02

aprom = .0453 y arendija=.04

aprom = .0702 y arendija=.08

aprom = .1170 y arendija=.16

dSenð = + mð