GRUPO HEUREMA. EDUCACIÓN SECUNDARIA

ENSEÑANZA DE LA FÍSICA Y LA QUÍMICA

sección: PRÁCTICAS DIGITALES DE FÍSICA
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Reflexión en dos espejos planos  

Fundamento

En la figura 1 puede verse el esquema de la marcha  de un rayo de luz que llega al  espejo 1, y después de reflejarse en él, incide sobre el espejo 2,  para  que, finalmente mediante una nueva  reflexión,  corte al  rayo incidente. La figura 2 es una fotografía del dispositivo real. Los espejos forman entre sí un ángulo  a  y el rayo incidente inicial con el último reflejado forman un ángulo b.

El experimento consiste en mantener fijo el  espejo 2 mientras que el espejo  1 se va girando, de este modo se cambia el ángulo a y consecuentemente el b porque la dirección del rayo incidente se mantiene fija.

N1 es la normal al espejo 1, N2 la normal al espejo 2, i1 el ángulo de incidencia en el espejo 1, i2 el ángulo de incidencia en el espejo 2 (fig.1).

SOLUCIÓN

Fig.1

Teniendo en cuenta que el ángulo de incidencia es igual al de reflexión, se deduce que:

2i1+2i2 = b      (1)

la suma de los tres ángulos internos de un triángulo valen 180º

a + g + d = 180º    ;       a =180º - g - d     (2)

de la observación de la figura, se deduce:

                                                2 g + 2 i1 = 180      y    2d + 2i2 = 180º    (3)

Despejando de (3)    g  y  d,  y  llevando sus valores a (2), resulta:

 (4)

 Comparando (1) y (4) se llega a que:

 

En el experimento se trata de comprobar este resultado y como consecuencia de ello, confirmar que en la reflexión especular el ángulo de incidencia y el de reflexión son iguales.      

Para medir el ángulo a entre los espejos debe trazar dos líneas rectas que vayan por la cara posterior de los  espejos, tal como se indica en la figura1.

 

Fotografías

Medidas

1.-En las distintas fotografías  se miden, con un semicírculo graduado, los ángulos a y b. Los valores se colocan en la tabla 1.

 

Foto 1 para toma de medidas

Fig.2

Foto 2 para toma de medidas

Foto 3 para toma de medidas

Foto 4 para toma de medidas

Foto 5 para toma de medidas

Foto 6 para toma de medidas

Tabla 1

 

Ángulo de los espejos

a

 

 

 

 

 

 

Ángulo de los rayos

b

 

 

 

 

 

 

 

De las fotografías se observa que los rayos tienen un cierto espesor y eso determina que la medida de los  ángulos esté afectada de una incertidumbre. Analice y decida con que incertidumbre mide los ángulos  y después confeccione la tabla 2. Por ejemplo, si un ángulo beta vale 60º y estima que su incertidumbre es de un grado, en la tabla 2,  colocaría b menor  59º,  y b mayor 61º. Así debe obrar con los demás ángulos.

 

Tabla 2

 

Ángulo de los espejos

amenn

 

 

 

 

 

 

Ángulo de los espejos

amayor

 

 

 

 

 

 

Ángulo de los rayos

bmen

 

 

 

 

 

 

Ángulo de los rayos

bmay

 

 

 

 

 

 

 

Gráficas

 

1.- Con los valores de la tabla 1, represente los ángulos de los espejos  en el eje X y los de los rayos  en el eje Y. Escriba la ecuación que relaciona el ángulo b con el a .

 

2.- Con los valores de la tabla 2, represente los ángulos de los espejos  menores (eje X)  frente a los de los rayos  mayores (eje Y). En la misma grafica represente los de los espejos mayores (eje X)  frente a los de los rayos  menores (eje Y). Calcule las pendientes de las dos rectas. Determine el valor medio de las pendientes y escriba su valor afectado del signo más y menos, tal que la suma abarque el valor más alto de la pendiente y la diferencia el menor.

 

3.- Decida si con el valor encontrado para la pendiente se puede  deducir razonablemente que el ángulo b es el doble que el a.