GRUPO HEUREMA. EDUCACIÓN SECUNDARIA
ENSEÑANZA DE LA FÍSICA Y LA QUÍMICA
Refracción
de la luz a través del vidrio: ángulo límite
OBJETIVO
DE LA PRÁCTICA.
Esta práctica es una continuación
de la ley de Snell. Se define ángulo límite como el ángulo de incidencia (ángulo
que forma con la normal, el rayo incidente) cuando el de refracción (ángulo
que forma con la normal el rayo refractado) es de 90º. En este caso a partir
de él se produce una reflexión (cambio de dirección del rayo sin atravesar
de un medio a otro), y no una refracción. El objetivo de la práctica es aplicando
la ley de Snell, para el tránsito del rayo luminoso desde el vidrio al aire,
determinar el ángulo de incidencia a partir del cual ya no se produce refracción
sino reflexión total, o sea , dado que sen
/sen
= constante= n2/n1. Por lo tanto como
, n2=1, sustituyendo sen
=1/n1. De
esta manera también se podría conocer el índice de refracción del vidrio n1
MATERIAL UTILIZADO
Banco óptico, foco, lente convergente
para concentrar los rayos, disco de Hartl, rendija, soportes, lente semicircular.
PROCEDIMIENTO
Se
dispondrá un montaje similar al de la práctica anterior (PF43-LSnell), pero
se ha de situar la lente semicircular en la posición contraria, en la posición
0, con la cara circular perpendicular al rayo luminoso, orientándose en el
eje 0-180º (fig.2) Se observará que el rayo sale de la lente alejándose de
la normal (fig.1)
ALMACÉN
Composición de fuerzas con ventosas
Ley de enfriamiento de un líquido
Imágenes en espejos planos que se cortan
Análisis de hilos conductores.Ley de Ohm
Máximo de una función (Potencia de un generador)
Ondas estacionarias transversales propagándose por una cuerda
Investigando con el péndulo bifilar
Investigando la relación entre el volumen evacuado por una bureta y el tiempo empleado
Medida de la longitud de onda de la luz emitida por un puntero láser
Magnitudes directamente proporcionales
Construcción de un cronovibrador casero
Aplicación del cronovibrador: medida de la aceleración de la gravedad mediante la caída libre
Magnitudes inversamente proporcionales
Experimentos con una rueda de construcción casera
Calibrado de un espectroscopio y medida de longitudes de onda
Relación aproximada carga-masa del electrón
Aproximación a la fuerza ejercida por la presión atmosférica
Acción y reacción.Medida cuantitativa aplicando el Principio de Arquímides
Verificación de la fórmula F=ma
Rendimiento de un calorímetro 1
Rendimiento de un calorímetro 2
Medida aproximada del índice de refracción del agua
Medida del calor específico de una tuerca
Ley de Boyle con tubo de Mariotte(Práctica individual)

Fig.1

Fig.2
Se irá girando el disco de Hartl, en sentido contrario al anterior hasta que el rayo se refleje (fig.5) y tomando los diferentes ángulos de incidencia (aproximadamente cada 5º), y viendo el correspondiente ángulo de refracción en el disco de Hartl (fig. 3 y 4) y tabulando los valores. Al aproximarse el ángulo de refracción a los 90º , el rayo refractado sale casi rasante produciéndose una difracción con descomposición de la luz (fig.4),y los ángulos de incidencia se tomarán con mayor precisión, y con un intervalo menor.

Fig.3

Fig.4

Fig.5
TABLA DE DATOS
| Ángulo
|
Seno
|
Ángulo
|
Seno
|
| 0 |
|
|
|
| 5 |
|
|
|
| 10 |
|
|
|
| 15 |
|
|
|
| 20 |
|
|
|
| 30 |
|
|
|
| 35 |
|
|
|
| 37 |
|
|
|
| 40 |
|
|
|
| 41 |
|
|
|
CÁLCULOS GRÁFICOS
En una hoja de cálculo, se hará
la gráfica con sen
, en
el eje Y, frente a sen
, en el de las X. La gráfica corresponde a una recta, con lo cual
se demuestra que la relación sen
/ sen
es constante. La pendiente
será según se ha dicho, el índice de refracción del vidrio de la lente empleada.
El ángulo límite será =
De otra manera
n del vidrio = 1/sen (ángulo límite)=