PREINFORME LABORATORIO DE FSICAUNIVERSIDAD NACIONAL DE
COLOMBIA
SEDE MEDELLN2010-01
FSICA DE OSCILACIONES ONDAS Y PTICA
TEMA: LEY DE SNELL: LMINAS Y PRISMAS
PRCTICA #: GRUPO #:2DA: MIERCOLES HORA: 12-2EQUIPO #: 6
DOCENTE: Diego Luis Arisizabal
MONITOR: Julian Salazar
INTEGRANTES1.Natalia escobar Ossa
2. Sergio Daniel Gmez Hincapi
3. Lina Marcela Torres Cruz
I. RECOLECCIN DE DATOSValores que se tomarn como
convencionalmente verdaderos:ndice de refraccin del vidrio:
ndice de refraccin del agua:
Nota: Para los clculos tomar el ndice de refraccin del aire
igual a 1 con una incertidumbre despreciable para efectos del
presente experimento.Terminada la prctica insertar aqu el dibujo
escaneado del experimento de la lmina de caras paralelas (esto lo
harn en la casa). Durante la prctica debern trabajar sobre el
dibujo realizado.
Tabla 1: Recoleccin de datos para la lmina de caras
paralelasRecordar que los datos deben reportarse con las
incertidumbresSUPERFICIE REFRACTORAngulo de incidencia
ngulo de refraccin
ndice de refraccin
ENTRADA421291=1,4
SALIDA301421=1,34
1,4
% error= NOTA: Una de nosotros se acerco a usted a pedirle
permiso para enviarle unos nuevos datos porque con el fin de
disminuir ese error que nos dio tan alto lo alcanzamos a dibujar
pero no hicimos los clculos. A continuacin estn los nuevos
datos.
NUEVOS DATOS
SUPERFICIE REFRACTORAngulo de incidencia
ngulo de refraccin
ndice de refraccin
ENTRADA461291=1,48
SALIDA281461=1,53
1,51
% error= Terminada la prctica insertar aqu el dibujo escaneado
del experimento del prisma (esto lo harn en la casa). Durante la
prctica debern trabajar sobre el dibujo realizado.
Tabla 2: Recoleccin de datos para el prismaRecordar que los
datos deben reportarse con las incertidumbres
SUPERFICIE REFRACTORAngulo de incidencia
ngulo de refraccin
ndice de refraccin
ENTRADA471361=1,24
SALIDA281411=1,4
1,32
Porcentaje de error en la medida del ndice de refraccin del
prisma:
% error=Verificacin de algunas expresiones: Sobre el dibujo del
experimento de la lmina de caras paralelas hacer las medidas
necesarias para verificar la ecuacin 5 de la gua de
laboratorio.
Sobre el dibujo del experimento del prisma hacer las medidas
necesarias para verificar la ecuacin 6 de la gua de
laboratorio.
Frmulas para el clculo de la incertidumbre: Para la medida de en
la superficie de entrada,
Para la medida de en la superficie de salida,
Demostremos as:
Para la medida del promedio de ,
III. CONCLUSIONES El error asociado en la lmina se debe a que la
ubicacin de los alfileres no es totalmente lineal y por lo tanto
esto afecta en la medida de los ngulos, aunque la verificacin se
haya hecho con lser.
Cuando el rayo de luz pasa del aire al vidrio del prisma, ste
hace que disminuya su velocidad, desviando su trayectoria y
formando un ngulo con respecto a la interfase, como consecuencia de
dicho fenmeno se refracta la luz.
Cuando el rayo de luz incide en una lmina de caras paralelas, al
llegar a la cara superior se refleja y refracta parcialmente. A
continuacin, el rayo refractado incide en la cara inferior
volviendo a reflejarse parcialmente, dicho rayo reflejado incide en
la cara superior lo que produce un rayo refractado que ser paralelo
al inicial.
IV. SOLUCIN A PREGUNTAS
1.En qu consiste el fenmeno de dispersin cromtica?
La dispersin cromtica es la variacin del ndice de refraccin de
un medio ptico con la longitud de onda, Por ejemplo, cuando un haz
de luz blanca incide en un prisma, en el haz refractado se produce
una separacin de colores.
El trmino Dispersin Cromtica se refiere al retardo (deformacin)
espectral de un pulso ptico conforme se propaga por la fibra. La
Fibra ptica convencional tiene un coeficiente de dispersin
positivo; Esto quiere decir que a mayores longitudes de ondas se
tiene un mayor tiempo de trnsito a travs de la fibra comparado con
las longitudes de ondas cortas, As un rayo policromtico al
atravesar una interfase aire-vidrio (o vidrio-aire) se separar en
un abanico de rayos de diferentes colores. En este fenmeno de
dispersin cromtica estn basadas muchas tcnicas espectroscpicas.
Este fenmeno se da porque:
Dispersin material: es el principal causante de la dispersin, y
consiste en que el ndice de refraccin del silicio, material usado
para fabricar las fibras pticas, depende de la frecuencia. Por
ello, las componentes de distinta frecuencia, viajan a velocidades
diferentes por el silicio. Dispersin por guiado de onda: para
comprender esta componente hay que recordar que la potencia de un
modo se propaga parcialmente por el ncleo y parcialmente por el
revestimiento. El ndice efectivo de un modo se sita entre el ndice
de refraccin del ncleo y del revestimiento, acercndose ms a uno u
otro dependiendo de cul sea el porcentaje de la potencia que se
propaga por ellos (si la mayor parte de la potencia est contenida
en el ncleo, el ndice efectivo estar ms cerca del ndice de
refraccin del ncleo). Como la distribucin de la potencia de un modo
entre el ncleo y el revestimiento depende de la longitud de onda,
si la longitud de onda cambia, la distribucin de potencia tambin
cambia, provocando un cambio en el ndice efectivo o constante de
propagacin del modo.2. Explicar la descomposicin de la luz blanca
al atravesar un prisma.Cuando la luz blanca atraviesa un prisma
ptico, se descompone en luces de diferentes colores. El motivo es
que la luz est formada por mltiples ondas que al atravesar las
paredes del prisma se refractan de diferente forma siguiendo las
leyes de la reflexin y de la refraccin.
La luz blanca o visible puede descomponerse en luces
monocromticas, siempre que atraviese algn obstculo que obligue a
las diferentes ondas que constituyen la luz blanca a viajar a
velocidades diferentes; Al hacer pasar la luz por un prisma de
cristal, las distintas longitudes de onda que componen el haz de
luz viajan dentro de l a diferente velocidad y se curvan de manera
diferente al entrar y al salir (doble refraccin al cambiar de
medio) dando como resultado un haz desviado de la direccin inicial
y con sus componentes separados.
los rayos luminosos productores de los distintos colores no se
desvan en la misma proporcin. As, los rayos rojos se desvan menos
que los anaranjados y stos menos que los amarillos. Los rayos
violetas son los que sufren una desviacin mayor. De manera que
cuando el rayo de luz solar atraviesa el prisma, cada uno de los
rayos coloreados que lo componen se desva en grado diferente. El
rojo aparece al comienzo de la banda de colores, porque es el que
se desva menos; el violeta, que sufre mayor desviacin, aparece al
final.
3. En qu consiste el fenmeno de reflexin total?
Se denomina reflexin interna total al fenmeno que se produce
cuando un rayo de luz, atravesando un medio de ndice de refraccin n
ms grande que el ndice de refraccin en el que este se encuentra, se
refracta de tal modo que no es capaz de atravesar la superficie
entre ambos medios reflejndose completamente.
Cuando la luz pasa de un medio ptimamente ms denso, con ndice de
refraccin n1, a otro medio ptimamente menos denso, con ndice de
refraccin n 2 < n1, el ngulo de incidencia 1 ser menor que el de
refraccin, 2. Por lo tanto, existe cierto ngulo de incidencia para
el cual el ngulo refractado se hace igual a 90, es decir, el rayo
refractado se deslizara a lo largo de la superficie de separacin de
los medios sin entrar en el segundo medio;
El ngulo incidente para el cual el ngulo refractado es igual a
90 se denomina ngulo crtico (c) o lmite. Para todos los ngulos de
incidencia 1 > c no se produce rayo refractado: la luz se
refleja por completo al primer medio. Este fenmeno recibe el nombre
de reflexin total.
4. Explicar el principio de funcionamiento de la fibra
ptica.
La fibra ptica utiliza el fenmeno de reflexin total para
conducir la luz a travs de la fibra sin prdidas de energa. En una
fibra ptica el material interno tiene un ndice de refraccin ms
grande que el material que lo rodea. El ngulo de la incidencia de
la luz es crtico para la base y su revestimiento y se produce una
reflexin interna total que preserva la energa transportada por la
fibra. Su funcionamiento se basa en transmitir por el ncleo de la
fibra un haz de luz, tal que este no atraviese el revestimiento,
sino que se refleje y se siga propagando. Esto se consigue si el
ndice de refraccin del ncleo es mayor al ndice de refraccin del
revestimiento, y tambin si el ngulo de incidencia es superior al
ngulo limite. EMBED Equation.3
33
_1316514783.unknown
_1316517530.unknown
_1317058701.unknown
_1331188276.unknown
_1331188856.unknown
_1331188925.unknown
_1331188300.unknown
_1331184824.unknown
_1317058979.unknown
_1316517569.unknown
_1316517570.unknown
_1316517560.unknown
_1316514946.unknown
_1316515517.unknown
_1316516784.unknown
_1316517483.unknown
_1316515305.unknown
_1316514816.unknown
_1316411485.unknown
_1316411565.unknown
_1316411616.unknown
_1316411413.unknown