Manual de Practicas de Optica y Fisica Moderna

MANUAL DE PTICA Y FSICA MODERNAKaren Jacqueline GmezValenzuela

Unidad Acadmica de Ciencias Qumicas Ingeniera QumicaDocente: M.en C. Mariano Parga Aguilar Semestre Agosto-Diciembre 2010

Manual de ptica y Fsica moderna 2010 NDICE

PRCTICA

PGINA

PRCTICA 1. Naturaleza de la luz PRCTICA 2. Interferencia con dosrendijas PRCTICA 3. Difraccin PRCTICA 4. Ley de reflexin PRCTICA 5.Ley de la refraccin PRCTICA 6. Polarizacin PRCTICA 7. Determinacinexperimental

.

.. 3 10

17 . 27 . 34 . 40

del ndice de refraccin de pelculas delgadas PRCTICA 8. Eltelescopio PRCTICA 9. El proyector PRCTICA 10. El microscopiocompuesto

.. x x x x

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Manual de ptica y Fsica moderna 2010 Prctica 1 La Naturaleza dela Luz

ResumenEn esta prctica observaremos ciertos fenmenosrelacionados con la propagacin de la luz y su interaccin conalgunos materiales con el fin de determinar su naturaleza, veremosque la luz se propaga en lnea recta y que cuando incide sobre lasuperficie de un objeto transparente sta se refleja, refracta ydispersa, cambiando su direccin pero conservando su caractersticade propagarse en lnea recta. Con este fenmeno se har evidente lanaturaleza corpuscular de la luz, la ondulatoria se observar pormedio de otros fenmenos.

Palabras Claves Luz, Propagacin, Fenmenos pticos, Fuente deluz.

Objetivos 1. 2. Observar la propagacin de luz en lnea recta Usarun rayo trazador para localizar un objeto

Fundamentos Tericos

Naturaleza de la luz Una de las ramas ms antiguas de la fsica esla ptica, ciencia de la luz, que comienza cuando el hombre trata deexplicar el fenmeno de la visin considerndolo como facultad anmicaque le permite relacionarse con el mundo exterior. Dejando de ladolas ideas ms antiguas sobre la naturaleza de la luz, los mximosprotagonistas de esta historia son Isaac Newton y Cristian Huygens.Ambos cientficos fueron contemporneos y llegaros a conocerse en1689. Un ao ms tarde aparece la obra de Huygens, mientras queNewton publica su obra en 1704. en sus obras aparecen las dosteoras clsicas ondulatoria y corpuscular sobre la naturaleza de laluz.

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Manual de ptica y Fsica moderna 2010

Teora Corpuscular Esta teora se debe a Newton (1642-1726). Laluz est compuesta por diminutas partculas materiales emitidas agran velocidad en lnea recta por cuerpos luminosos. La direccin depropagacin de estas partculas recibe el nombre de rayo luminoso. Lateora de Newton se fundamenta en estos puntos: y y Propagacinrectilnea. La luz se propaga en lnea recta porque los corpsculosque la forman se mueven a gran velocidad. Reflexin. se sabe que laluz al chocar contra unos espejos se refleja. Newton explicaba estefenmeno diciendo que las partculas luminosas son perfectamenteelsticas y por tanto la reflexin cumple las leyes del choqueelstico.

Refraccin. El hecho de que la luz cambie la velocidad en mediosde distinta densidad, cambiando la direccin de propagacin, tienedifcil explicacin con la teora corpuscular. Sin embargo Newtonsupuso que la superficie de separacin de dos medios de distintondice de refraccin ejerca una atraccin sobre las partculasluminosas, aumentando as la componente normal de la velocidadmientras que la componente tangencial permaneca invariable.

Segn esta teora la luz se propagara con mayor velocidad enmedios ms densos. Es uno de los puntos dbiles de la teoracorpuscular. Teora Ondulatoria Fue idea del fsico holands C.Huygens. La luz se propaga mediante ondas mecnicas emitidas por unfoco luminoso. La luz para propagarse necesitaba un medio materialde gran elasticidad, impalpable que todo lo llena, incluyendo elvaco, puesto que la luz tambin se propaga en l. A este medio se lellam ter.

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Manual de ptica y Fsica moderna 2010La energa luminosa no estconcentrada en cada partcula, como en la teora corpuscular sino queest repartida por todo el frente de onda. El frente de onda esperpendicular a las direcciones de propagacin. La teora ondulatoriaexplica perfectamente los fenmenos luminosos mediante unaconstruccin geomtrica llamada principio de Huygens. Adems segn estateora, la luz se propaga con mayor velocidad en los medios menosdensos. a pesar de esto, la teora de Huygens fue olvidada duranteun siglo debido a la gran autoridad de Newton.

En 1801 el ingls T. Young dio un gran impulso a la teoraondulatoria explicando el fenmeno de las interferencias y midiendolas longitudes de onda correspondientes a los distintos colores delespectro. La teora corpuscular era inadecuada para explicar elhecho de que dos rayos luminosos, al incidir en un punto pudieranoriginar oscuridad.

Naturaleza Dual de la Luz A finales del siglo XlX se saba que lavelocidad de la luz en el agua era menor que la velocidad de la luzen el aire contrariamente a las hiptesis de la teora corpuscular deNewton. En 1864 Maxwell obtuvo una serie de ecuacionesfundamentales de electromagnetismo y predijo la existencia de ondaselectromagnticas. Maxwell supuso que la luz representaba una pequeaporcin del espectro de ondas electromagnticas. Hertz confirmexperimentalmente la existencia de estas ondas. El estudio de otrosfenmenos como la radiacin del cuerpo negro, el efecto fotoelctricoy los espectros atmicos puso de manifiesto la impotencia de lateora ondulatoria para explicarlos. En 1905, basndose en la teoracuntica de Planck, Einstein explic el efecto fotoelctrico por mediode corpsculos de luz que l llam fotones. Bohr en 1912 explic elespectro de emisin del tomo de hidrgeno, utilizando los fotones, yCompton en 1922 el efecto que lleva su nombre apoyndose en la teoracorpuscular de la luz. Apareci un grave estado de incomodidad alencontrar que la luz se comporta como onda electromagntica en losfenmenos de propagacin, interferencias y difraccin y como corpsculoen la interaccin con la materia. No hay por qu aferrarse a la ideade incompatibilidad entre las ondas y los corpsculos, se trata dedos aspectos diferentes de la misma cuestin que no solo no seexcluyen sino que se complementan.

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Manual de ptica y Fsica moderna 2010Material Riel ptico PantallaComponente sostenedor de la pantalla Plato ranurado Fuente de luzComponente sostenedor de la tabla de rayos

Desarrollo Experimental Parte l y Armar el equipo mostrado en lafigura 1.1 y asegrense de que est listo para la experimentacin. Unavez armado el equipo prender la fuente de luz, tomando en cuentaque anterior a esto se tiene que oscurecer el cuarto en el que seest realizando el experimento. Rote el plato ranurado lentamentesobre el componente sostenedor hasta que las ranuras queden enforma horizontal. Observe la imagen de la ranura sobre lapantalla.

y

Figura 1.1 Equipo para Experimentacin ptica

Parte ll y Puedes usar el hecho de que la luz se propaga en lnearecta para medir la distancia entre el filamento de la fuente deluz y el centro de la tabla de rayos. La figura 1. 2 muestra esto.Los rayos sobre la tabla se originan a partir del filamento de lafuente de luz. Dado que la luz viaja en lnea recta necesitassolamente extender los rayos hacia atrs para localizar el filamento(etapa 3 en la primera parte de este experimento).

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Manual de ptica y Fsica moderna 2010Parte lll y Sustituya elplato como se muestra en la figura 1.1, rote el plato ranuradolentamente sobre el componente sostenedor hasta que las ranurasqueden en forma horizontal, observe la imagen que proyecta sobrelas ranuras la fuente de luz.

Parte lV y Ponga una hoja blanca sobre la superficie de la tablade rayos, sujetndola con la pantalla. Haga una marca de referenciasobre el papel en la posicin del centro de la tabla de rayos. Useun lpiz y una regla, trace los bordes de varios de los rayos sobreel papel. Remueva el papel. Use el lpiz y la regla para extendercada uno de los rayos. Trace entonces un punto comn de interseccin(puede necesitar una hoja adicional). Etiquete el filamento y elcentro de la tabla de rayos sobre su diagrama.

y

Resultados

Parte l

1.

Los rayos son en lnea recta? En esta parte del proceso los rayossiempre se reflejaron en forma rectilnea, pues las fuentesluminosas como las que usamos emiten corpsculos livianos quesiempre se van a comportar as, en forma rectilnea.

2.

Se puede distinguir el ancho de cada rayo variando la distanciadel plato ranurado a la fuente de luz? El ancho de los rayos sepuede distinguir, siempre y cuando el plato ranurado se encuentrelo bastante lejos de la fuente luz, pues si este se encuentra cercase juntan tanto que no se puede distinguir con claridad el ancho deestos.

3.

Cundo dos rayos se comportan como paralelos? Cuando estos estnms alejados de la fuente de luz, se tornan rectos y una vez que seacercan se van inclinando.

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Manual de ptica y Fsica moderna 2010Parte ll

1.

Cmo hace que se distinga el ancho de las ranuras de la imagenproyectada? Este se torna ms grueso, esto a causa del ngulo quedeja entrar la luz en la ranura.

2.

Para qu posicin de la placa ranurada se distingue ms la imagen?Para cul se distingue menos? Se distingue mas para vertical pues elentra en lnea recta por tanto es ms fcil ver los rayos y sedistingue menos para la posicin horizontal.

3.

Diagrama que muestra que el ancho de la ranura depende de laorientacin del filamento del bulbo de la luz.

Parte lll

1.

Mida la distancia entre su marca de referencia y el punto deinterseccin de los rayos. Cul es?

2.

Use la escala mtrica del riel ptico para medir la distanciaentre el filamento y la tabla de rayos directamente. Cul es ladistancia?

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Manual de ptica y Fsica moderna 20103. Qu tanto coincidieron lasmediciones en las etapas 1 y 2? Comente.

CONCLUSIONES

Se concluye que las lneas desde la fuente de luz se comportan enlnea recta, por los corpsculos leves que emiten. El ancho de lasondas se podr medir siempre y cuando la fuente de luz se encuentrelo ms lejos posible de la placa. Adems cuando se encuentra masalejada los rayos se muestran rectos y cuando la fuente de luz seva acercando esta los rayos se van inclinando. A los rayos se lespuede determinar su ancho cuando la placa ranurada esta en formavertical, pues cuando est en forma horizontal es muy difcil de verla separacin que hay entre cada uno de ellos.

BBIBLIOGRAFIA

1.- Fsica Universitaria Sears, Zemansky, Young, FreedmanEditorial Pearson

2.- Fsica Volumen 2 Resnick, Halliday, Krane Editorial CECSA

3.http://images.google.com.mx/images?hl=es&rlz=1T4GWYH_esMX266MX266&um=1&q=propagacion+de+la+luz+en+linea+recta+por+ranuras+horizontales&sa=N&start=108&ndsp=184.http://images.google.com.mx/images?hl=es&rlz=1T4GWYH_esMX266MX266&um=1&q=propagacion+de+la+luz+en+linea+recta+por+ranuras+horizontales&sa=N&start=72&ndsp=18

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Manual de ptica y Fsica moderna 2010

PRACTICA 2 INTERFERENCIA CON DOS RENDIJAS

RESUMEN

Esta prctica se enfocada los conocimientos tericos obtenidos enclase se sobre la interferencia que existe frente a dos rendijas, yal conocimiento del principio de Huygens la cual indica que cadaranura se comporta como una nueva fuente de luz. Para poderrealizar esta prctica colocamos el aparato usado anteriormente demanera adecuada y despus empezamos a ser las observacionescorrespondientes y poder calcular as el ngulo que forman las dosranuras al estar frente a la fuente de luz.

OBJETIVO GENERAL Demostrar el principio de Huygens-Fresnel dondecada rendija acta como un productor de un nmero finito de ondassecundarias.

OBJETIVOS ESPECIFICOS Conocimiento de dobles rendijas. Clculospara ngulos. Modelos de difraccin.

PALABRAS CLAVE Rendija doble, Difraccin, Interferencia, Fuentede luz, Ondas.

NTRODUCCION

El principio de Huygens es un mtodo de anlisis aplicado a losproblemas de propagacin de ondas. Afirma que todo punto de unfrente de onda inicial puede considerarse como una fuente de ondasesfricas

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Manual de ptica y Fsica moderna 2010secundarias que se extiendenen todas las direcciones con la misma velocidad, frecuencia ylongitud de onda que el frente de onda del que proceden.

Figura 2.1 Fenmenos de Difraccin.

Esta visin de la propagacin de las ondas ayuda a entender mejoruna variedad de fenmenos de onda, tales como la difraccin. La Leyde Snell tambin puede ser explicada segn este principio. Porejemplo, si dos sitios estn conectados por una puerta abierta y seproduce un sonido en una esquina lejana de uno de ellos, unapersona en el otro cuarto oir el sonido como si se originara en elumbral. Por lo que se refiere el segundo cuarto, el aire que vibraen el umbral es la fuente del sonido. Lo mismo ocurre para la luzal pasar el borde de un obstculo, pero esto no es fcilmenteobservable debido a la corta longitud de onda de la luz visible. Lainterferencia de la luz de reas con distancias variables del frentede onda mvil explica los mximos y los mnimos observables comofranjas de difraccin. Ver, por ejemplo, el experimento de la doblerendija. El experimento de Young, tambin denominado experimento dela doble rendija, fue realizado en 1801 por Thomas Young, en unintento de discernir sobre la naturaleza corpuscular u ondulatoriade la luz. Young comprob un patrn de interferencias en la luzprocedente de una fuente lejana al difractarse en el paso por dosrejillas, resultado que contribuy a la teora de la naturalezaondulatoria de la luz. Posteriormente, la experiencia ha sidoconsiderada fundamental a la hora de demostrar la dualidad ondacorpsculo, una caracterstica de la mecnica cuntica. El experimentotambin puede realizarse con electrones, tomos o neutrones,produciendo patrones de interferencia similares a los obtenidoscuando se realiza con luz, mostrando, por tanto, el comportamientodual onda-corpsculo de la materia.

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Manual de ptica y Fsica moderna 2010METODOLOGA EXPERIMENTAL

Material utilizado: Fuente de Luz, Plato de difraccin, Base detabla de rayos, Banco de ptica, Escala de difraccin, Escala dedifraccin, Placa con ranura. Metodologa: Se procede a armar elequipo como se muestra en la figura 2.2, teniendo en cuenta lassiguientes observaciones: La mscara de la ranura debe ser centradaen el porta rendijas, mientras se mira a travs de la placa ranuradaajustar la posicin de la escala de difraccin hasta que se puedamirara el filamento de luz a travs de la ranura, adjuntar el platode difraccin en la posicin ms alejada en la fuente de luz en elcomponente sostenedor, centrar el modelo D en la ranura vertical,en la apertura de la mscara ranura, mirar a travs de las ranurascentrando el ojo de forma tal que mire a travs de ambas ranuras yla ventana del plato de difraccin, para que este termino de armarel equipo deber ser capaz de mirar claramente ambos modelos deinterferencia y escala iluminada sobre la escala de difraccin.

Figura 2.2 Aparato ptico para determinacin de interferencia.

En este experimento debe ver a travs de las ranuras estrechas enla fuente de luz y el modelo de difraccin es formado directamenteen la retina de su ojo. Entonces mire este modelo de difraccinsobrepuesto sobre su vista de la escala de difraccin iluminada. Lageometra es por lo tanto ligeramente ms complicada de lo que serasi el modelo fuera proyectado sobre una pantalla, como seejemplifica en la mayora de los textos (una fuente de luz muyfuerte tal como un lser es necesaria para proyectar una imagen finadel modelo de difraccin sobre la pantalla.) La geometra esencialdel experimento se muestra en la figura 2.3, en el cero mximo losrayos de luz de las ranuras A y B han viajado la misma distanciadesde las ranuras hasta su ojo, as estas estn en fase e interfierenconstructivamente sobre su retina. En el primer orden mximo (a laizquierda del observador) la luz de la ranura B ha viajado unalongitud de onda ms lejos que la luz que proviene de la ranura A,as los rayos estn de nuevo en fase e interfieren constructivamenteen esa posicin.

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Manual de ptica y Fsica moderna 2010

En el ensimo orden mximo, la luz de la ranura B ha viajado nlongitudes de onda ms lejos que la luz de la ranura A para que denuevo ocurra una interferencia constructiva. En el diagrama la lneaAC es construida de forma perpendicular a la lnea PB. Dado que lasranuras estn muy juntas (en el experimento) las lneas AP y BP soncercanamente paralelas. Por lo tanto como aproximacin prctica AP =CP. Esto permite que para las interferencias constructiva en Ppueda ser verdad que BC= n . Del tringulo ACB se observa que BC =AB sen , donde A es la distancia entre las dos ranuras sobre elplato de difraccin. Por lo tanto AB sen = n (el espaciamiento porlas ranuras AB se le proporcionar). Por lo tanto necesitas medirsolamente el valor del ngulo para un valor particular de n paradeterminar la longitud de onda en la luz.

Para medir la lnea punteada en la ilustracin muestra unaproyeccin del patrn de interferencia sobre la escala de difraccin(como se observa a travs de las ranuras) note que = arctang x/L.Puede ser mostrado del diagrama que si BP es paralelo a AP as comoha asumido, entonces = . Por lo tanto = arctang x/L; y AB sen(arctang x/L) = n .

Fig. 2.1 Geometra de interferencia con dos rendijas

Observe (modelo D) el filamento de la fuente de luz, hagamediciones para llenar la tabla 1. Coloque los filtros rojo, verdey azul sobre la apertura de la fuente de luz para hacer lasmediciones de los diferentes colores de luz. Lleve a cabo losclculos mostrados para determinar la longitud de onda de la luzroja, verde y azul.

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Manual de ptica y Fsica moderna 2010Tabla 2.1 Color Rojo n AB XL

Verde

Azul

RESULTADOS Y CLCULOS

Los resultados obtenidos en el experimento se muestran en latabla 2.1 Utilizamos los resultados anteriores para calcular elndice de refraccin con la siguiente ecuacin

Aplicamos los resultados del experimento a la ecuacin:

Para determinar la longitud de onda utilizamos los valores delngulo obtenidos, los aplicamos en la siguiente ecuacin y realizamoslos respectivos despejes.

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Manual de ptica y Fsica moderna 2010Sustituimos nuestrosresultados en la ecuacin anterior, los resultados de la ecuacinanterior se reportan en la siguiente tabla:

n (mm)

AB (mm)

(mm)

Por lo tanto las calculadas para cada uno de los colores quedanreportadas de la siguiente manera:

Filtro Sin Filtro Rojo Verde Azul

(mm)

CONCLUSIONES

En esta prctica pudimos lograr nuestro objetivo principal elcual es demostrar la teora de Huygens-Fresnel que todo punto de unfrente de onda inicial puede considerarse como una fuente de ondasesfricas secundarias que se extienden en todas las direcciones conla misma velocidad, frecuencia y longitud de onda que el frente deonda del que proceden. Podemos observar en la tabla 2.5 que laslongitudes de ondas son muy pequeas ya que no hay mucha distanciade separacin entre las rendijas y las fuentes de luz.

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Manual de ptica y Fsica moderna 2010BIBLIOGRAFIA

1. Fsica Universitaria Sears Semansky Young Freedman Edit.Pearson

2. Fsica Vol.2 Resnick Halliday Krane Edit. CECSA

5. http://es.wikipedia.org/wiki/Principio_de_Fresnel_-_Huygens6. http://es.wikipedia.org/wiki/Experimento_de_Young

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Manual de ptica y Fsica moderna 2010PRCTICA 3 DIFRACCION

RESUMEN

Los modelos de difraccin siempre van enfocados o producidos porrendijas estrechas. La prctica se enfoca a la medicin de la fraccinpor medio de una rejilla de difraccin, la cual producir un modelode difraccin de orden de magnitud de longitudes de onda en elespectro visible. Usando el mismo equipo utilizado en prcticasanteriores se inicia con la apertura variable completamenteabierta, mirando a travs del plato de difraccin Lafuente de luz yanalizando los modelos de difraccin H, I y J. Para poder determinara partir de esto la difraccin que es provocada por la rendijarespecto a la fuente de Luz.

OBJETIVO GENERAL Medir la longitud de onda usando una rejilla dedifraccin.

OBJETIVOS ESPECIFICOS Conocer las rejillas de difraccin. Modelosde Difraccin. Determinacin de la difraccin.

PALABRAS CLAVE Rendija de difraccin, Difraccin, Interferencia,Fuente de luz, Espectro visible.

INTRODUCCION

La difraccin es junto con la interferencia un fenmeno tpicamenteondulatorio. La difraccin se observa cuando se distorsiona una ondapor un obstculo cuyas dimensiones son comparables a la longitud deonda. El caso ms sencillo corresponde a la difraccin Fraunhofer, enla que el obstculo es una rendija estrecha y larga, de modo quepodemos ignorar los efectos de los extremos. Supondremos que lasondas incidentes

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Manual de ptica y Fsica moderna 2010son normales al plano de larendija, y que el observador se encuentra a una distancia grande encomparacin con la anchura de la misma. De acuerdo con el principiode Huygens, cuando la onda incide sobre una rendija todos lospuntos de su plano se convierten en fuentes secundarias de ondas,emitiendo nuevas ondas, denominadas ondas difractadas, por lo quela explicacin del fenmeno de la difraccin no es cualitativamentedistinta de la interferencia. Una vez que hemos estudiado lainterferencia de un nmero limitado de fuentes, la difraccin seexplica a partir de la interferencia de un nmero infinito defuentes.

Figura 3.1 Modelos de difraccin producidos por rendijas.

Sea b la anchura de la rendija, y consideremos que las infinitasfuentes secundarias de ondas estn distribuidas a lo largo de larendija. y La diferencia de caminos entre la fuente que pasa por elorigen y la que pasa por el punto x es, xsenq . y La diferencia decaminos entre la fuente situada en el origen y la situada en elotro extremo de la rendija ser bsenq.

El estado del punto P es la superposicin de infinitos M.A.S. Lasuma de los infinitos vectores de amplitud infinitesimal produce unarco de circunferencia, cuya cuerda es la resultante y0. El nguloque forma el vector situado en x con la horizontal valekx-senq.

Calculamos la longitud de la onda, es decir, la resultante.

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Manual de ptica y Fsica moderna 2010Eliminando el radio r,queda

Y como las intensidades son proporcionales a los cuadrados delas amplitudes

El mximo de difraccin se produce cuando el argumento del seno escero, ya que

Para que dicho argumento sea cero, el ngulo q debe ser cero.Tenemos un mximo de intensidad en el origen, en la direccinperpendicular al plano de la rendija. Mnimos de intensidad Losmnimos de intensidad se producen cuando el argumento del seno es unmltiplo entero de p, es decir, cuando

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Manual de ptica y Fsica moderna O bien, cuando

2010

b * sen q = nl N(n=1,2,3 .) mnimos de intensidad .

Esta es la frmula que describe el fenmeno de la difraccinFraunhofer producido por una rendija estrecha. Mximos secundariosLos mximos y mnimos se calculan derivando la frmula de laintensidad respecto de x= bsenq /l

y y Cuando senx/x =0 tenemos un mnimo de intensidad, pues I=0Cuando xcosx-senx=0 o bien, cuando x=tanx tenemos un mximo deintensidad

Por ejemplo cuando x=0, pero tambin para otros valores de x queson las races de la ecuacin trascendente x=tanx. Estas races sepueden calcular numricamente o grficamente.

Como observamos en el grafico los mximos secundarios ocurrenaproximadamente para xn (2n+1) /2 donde n=1, 2, 3. Teniendo encuenta que sen(xn)=1. La intensidad debida a la difraccin en ladireccin correspondiente a los mximos secundarios esaproximadamente igual a

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Manual de ptica y Fsica moderna 2010 que como vemos decrecerpidamente a medida que se incrementa n.

METODOLOGA EXPERIMENTAL

Material utilizado: Banco ptico, Componente sostenedor, Placa dedifraccin, Filtro de color, Alfiler, Fuente de Luz, AperturaVariable, Placa ranurada, Papel negro. Procedimiento: Arme elequipo mostrado en la figura 3.2 Inicie con la apertura variablecompletamente abierta. Mire a travs del plato de difraccin elfilamento de la fuente de luz, examine los modelos de difraccinformados por los modelos H, I y J.

Figura 3.2 Equipo utilizado para la difraccin.

Mientras mira a travs del modelo H, cierre lentamente laapertura variable. Repita esto con los modelo I y J. Ajuste laapertura variable para maximizar el brillo y la claridad de losmodelos. Coloque un filtro de color sobre la apertura de la fuentede luz. RENDIJAS CRUZADAS: Examine el modelo de difraccin formadopor la apertura H (la rendija cruzada). Como observa el modelo?Gire lentamente el plato de difraccin para tener primero unarendija vertical y luego la otra. MATRIZ ALEATORIA: Examine elmodelo de difraccin formado por la apertura I, la matriz aleatoriade aperturas circulares. El modelo es similar al formado por ladifraccin a travs de una apertura circular simple. Para verificaresto, use un alfiler para formar un pequeo hoyo en una pieza depapel de

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Manual de ptica y Fsica moderna 2010construccin negro. Mire elfilamento de la fuente de luz a travs de ese orificio. En el modeloformado por la matriz aleatoria, los modelos de todas las aperturascirculares se traslapan, de esta manera el modelo de difraccin esms brillante. En la matriz aleatoria, los pequeos orificios usadosson los que usted hace con el alfiler. En la observacin de ladifraccin de rendija simple, encontr que entre ms estrecha es larendija, mayor es la separacin entre las franjas del modelo dedifraccin. Generalmente esto es cierto. Para cualquier apertura,los efectos de difraccin son ms pronunciados en una direccinparalela con la dimensin ms pequea de la apertura. MATRIZ CUADRADA:Cada a apertura en el arreglo forma un modelo de difraccin circularcon mximos y mnimos apareciendo en diferentes radios. Sin embargo,la regularidad del arreglo causa que haya interferencias ente losmodelos formados por los crculos individuales. Esto es anlogo a laforma en la cual se crean los modelos de difraccin de rendijadoble, en el se crean mximos y mnimos que son sobrepuestos sobre elmodelos de rendija simple creado por las rendijas individuales.

Figura 3.3 interferencia por matrices cuadradas de puntos

RESULTADOS

OBSERVACIONES DE LA PARTE A (0.5 cm)

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Manual de ptica y Fsica moderna 2010OBSERVACIONES DE LA PARTE A(1.0 cm)

OBSERVACIONES DE LA PARTE A (2.0 cm)

OBSERVACIONES DE LA PARTE A (3.O cm)

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Manual de ptica y Fsica moderna 2010

1. Qu efecto causa el tamao de la apertura en la claridad de losmodelos de difraccin? El efecto que causa el tamao de la aperturaen la claridad de las figuras de los modelos de difraccin es a ladistancia de apertura de la fuente de luz, mientras ms cerrado estecon mejor claridad se podrn observar las figuras.

2. Qu efecto causa el tamao de la apertura sobre el brillo delos modelos de difraccin? De la misma manera que en la preguntaanterior, mientras ms cerrado este con mayor claridad se podr verla imagen pero si este se abre se va perdiendo poco a poco lavisin.

3. De qu manera simplifica el filtro de color los modelos dedifraccin formados? Este se encarga de quitar el brillo a todos losmodelos de difraccin, lo cual hace que se vean opacos y con msclaridad las imgenes tambin se pueden distinguir ms suscolores.

RENDIJAS CRUZADAS OBSERVACIONES DE LA PARTE B DELEXPERIMENTO

1. Describa el modelo de difraccin en trminos del modelo formadopor cada rendija individual. Los modelos formados por cada rendijase muestran en las figuras anteriores el H horizontalmente muestradiversas lneas de colores, el modelo H que muestra dos lneas a 45cada una tambin con lneas de colores y el ltimo modelo forma unacruz verticalmente con muchos colores tambin.

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Manual de ptica y Fsica moderna 2010MATRIZ ALEATORIA

1. Qu efecto causa sobre el modelo de difraccin que el dimetrode los crculos sea pequeo?

MATRIZ CUADRADA OBSERVACIONES DE LA PARTE C DEL EXPERIMENTO

1. ste modelo de difraccin tiene alguna similitud con el formadopor la matriz aleatoria de orificios? En que son diferentes?

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Manual de ptica y Fsica moderna 2010

CONCLUSIONES .

En los modelos de difraccin puede haber una mejor observacincuando el orificio est abierto lo menor posible pues una vez queeste se encuentra a una abertura mayor los objetos se pierden o seempiezan a tornar borrosos, hasta que dejan de verse por completopor cada una de las rendijas. En cuanto a los orificios circularesestos no se pudieron dibujar ya que estos modelos se representan entercera dimensin por tanto no es posible plasmarlos en una hojaplana a menos que se tenga un software que nos pueda ayudar arepresentar estos crculos en una forma tridimensional.

BIBLIOGRAFIA

1. Fsica Universitaria Sears Semansky Young Freedman Edit.Pearson Pags. 1367

2. Fsica Vol.2 Resnick Halliday Krane Edit. CECSA

4. http://es.wikipedia.org/wiki/%C3%93ptica 5.es.wikibooks.org/wiki/Fsica/ptica/Difraccin

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Manual de ptica y Fsica moderna 2010PRCTICA 4 LEY DEREFLEXION

RESUMEN

El propsito de esta prctica es verificar la ley de la reflexin.Se mostrar que el ngulo de un haz incidente es igual al ngulo delhaz reflejado en la interfaz de un medio especular, medido respectoa la normal de la superficie. Se preparara el equipo como semuestra a lo largo de la prctica. Haciendo un ajuste de loscomponentes para que un solo rayo de luz se alinee con la lnea queetiquet como Normal en la escala de la tabla de rayos. Es as comose podr demostrar que tan cierta es la Ley de la Reflexin conformea los ngulos obtenidos.

OBJETIVO GENERAL

Demostrar que el ngulo de un haz incidente es igual al ngulo delhaz reflejado en la interfaz de un medio especular, medido respectoa la normal de la superficie.

OBJETIVOS ESPECIFICOS Estudio de los ngulos incidentes.Movimiento y variacin de los ngulos en espejos. Espejos paraincidencia.

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Manual de ptica y Fsica moderna 2010PALABRAS CLAVE Reflexin,Angulo, Incidencia, Fuente de luz, Ondas.

INTRODUCCION La hiptesis de los rayos rectos luminosos no es lanica hiptesis de la ptica geomtrica. Para explicar el fenmeno de lareflexin de la luz (Figura 4.1) es necesario suponer que ladireccin de los rayos luminosos cambia en algunas circunstancias.Una imagen en un espejo se ve como si el objeto estuviera atrs, yno frente a ste. La ptica geomtrica explica este familiar fenmenosuponiendo que los rayos luminosos cambian de direccin al llegar alespejo. La forma precisa en que ocurre este cambio se conoce comoley de la reflexin de la luz. Es una ley muy sencilla: los rayosincidente y reflejado hacen ngulos iguales con el espejo; o con laperpendicular al espejo, que es como suelen medirse estos ngulos(Figura 4.1). Esta ley, por cierto, tambin se puede deduciraplicando la ley de variacin del tamao aparente con la distanciapara explicar los tamaos aparentes de un objeto y de su imagen enun espejo plano. O, dicho de otra forma, si vemos nuestra imagen enun espejo plano del tamao que la vemos es porque los rayosincidente y reflejado forman ngulos iguales con el espejo.

Figura 4.1 Ley de la reflexin de la luz.

Un cuerpo parcialmente sumergido en agua se ve chueco; como sise doblara al entrar al agua. Este fenmeno se llama refraccin.Adems del agua se observa en muchos otros medios transparentes,como el vidrio, llamados refringentes. Era uno de los problemaspticos pendientes de solucin todava hacia el siglo XIII (Figura4.1). Los fenmenos de refraccin se incorporan a la ptica geomtricasimplemente suponiendo que los rayos luminosos cambian de direccinno slo al reflejarse sino tambin al pasar de un medio refringente aotro; por ejemplo, del agua al aire, o del agua al vidrio, o delvidrio al aire. Un experimento sencillo que demuestra este cambiode direccin se muestra en la figura 4.2. Una moneda pequea en elfondo de una taza vaca est apenas oculta por el filo de la taza enla figura 4.2 (a). Llenando lentamente la taza con agua la monedaaparece poco a poco, hasta observarse por completo, en la figura4.2(b). Los rayos luminosos emitidos por la moneda que llegan alojo debido a que son refractados en la superficie del agua semuestran en esa figura; la moneda se ve en la direccin de estosrayos. El experimento muestra tambin que los rayos refractados estnms cerca de la superficie en el medio menos denso; el aire en lafigura 4.2(b).

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Figura 4.2 Experimento para demostrar la refraccin de laluz.

La forma precisa en que cambia la direccin de los rayos en larefraccin, esto es, la ley de la refraccin, no es tan simple comola ley de la reflexin. Tal vez por esto, aunque el fenmeno de larefraccin era conocido desde la antigedad, la ley de la refraccinno fue descubierta sino hasta el siglo XV por el astrnomo holandsWillebrord Snell, quien, inexplicablemente, no la dio a conocer,describindola solamente en sus notas personales de investigacin. Laley de la refraccin fue divulgada por Descartes en 1627, pero seconoce universalmente como la ley de Snell. No relaciona los ngulosde los rayos luminosos con la perpendicular a la superficie derefraccin, sino los senos de esos ngulos. En smbolos matemticos seexpresa as: sen (i) / sen (r’) = constante = n; esto es, elcociente de los senos de los ngulos de incidencia i y de refraccinr’ toma el mismo valor para todos los valores posibles de estosngulos. Por ejemplo, si los rayos pasan del aire al agua lacantidad constante n, llamada ndice de refraccin, vale 4/ 3 y setiene sen (i) / sen (r’) = 4/ 3. La ley de la refraccin de la luztambin puede ser deducida aplicando la ley de variacin del tamaoaparente con la distancia. La figura 4.3 muestra un sencilloexperimento para hacer esto. Dos monedas pequeas se ponen en dostazas, una vaca y la otra parcialmente llena de agua. Observndolasdesde arriba y a la misma altura, la moneda sumergida en agua se vems grande debido a que por la refraccin de la luz los rayos queemite se abren ms al pasar por la superficie del agua y llegan alojo como si hubieran sido emitidos por una moneda ms cercana. Delos tamaos aparentes de las dos monedas se deducen los ngulos queforman los rayos con la perpendicular a la superficie; el de losrayos refractados depende de la altura de llenado de la taza. Lossenos de estos ngulos se obtienen de una tabla de valores ydividiendo el mayor entre el menor se encuentra que su cocientesiempre es 4/ 3, el ndice de refraccin del agua; independientementede la altura de llenado de la taza.

Figura 4.3 Un experimento ms para comprobar la ley de larefraccin

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Manual de ptica y Fsica moderna 2010

METODOLOGA EXPERIMENTAL

Material utilizado: Banco ptico, Tabla de rayos y base, Platocon ranura, Fuente de luz, Soporte, Plato ranurado, Espejo derayos.

Procedimiento: Prepare el equipo como se muestra en la figura4.4. Ajuste los componentes para que un solo rayo de luz se alineecon la lnea que etiquet como Normal en la escala de la tabla derayos. Cuidadosamente ajuste la superficie reflejando en el espejocon la lnea marcada como Componente en la tabla de rayos. Con elespejo propiamente alineado, la flecha marcada en la tabla de rayoses normal (a los ngulos rectos) al plano de la superficiereflectora.

Fig. 4.1 Equipo para la Ley de la Reflexin.

Rote la tabla de rayos y observe el rayo de luz. El ngulo deincidencia y el reflejado son medidos con respecto a la normal dela superficie reflectora, como se muestra en la figura 4.5.

Fig. 4.2 Rayo incidente y reflejado

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Manual de ptica y Fsica moderna 2010Rotando la tabla de rayos,ajuste el ngulo de incidencia en cada uno como se muestra en latabla 4.5. Para cada ngulo de incidencia registre el ngulo dereflexin (Reflexin) 1). Repita con el rayo incidente que viene dellado opuesto del normal (Reflexin 2). Reportar los resultados enuna tabla.

RESULTADOS.

Las distancias que se midieron al empezar el experimento semuestran en la siguiente tabla:

Medida (cm) Rayos Pantalla Base con ngulos

Medido desde:

Tabla 4.2 Medidas de donde fue colocado cada uno de losinstrumentos.

Tabla de resultados obtenidos de acuerdo a los ngulosmarcados.

ngulo de incidencia 0

Reflexin 1 El Haz se refleja a cero grados en la misma direccindel haz de luz.

Reflexin 2 El haz se refleja a 0 en la misma direccin del haz deluz, pero en sentido contrario a la reflexin 1

10 20 30 40 50 60 70 80 90 Tabla 4.3 Medidas de los ngulosobservados.

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1. Los resultados para las mediciones son los mismos? Si no, aqu usted atribuye las diferencias? Las medidas de los ngulos sonlas mismas solo que en los dos tipos de reflexin, son del ladocontrario.

2. Parte de la ley de reflexin dice que el rayo incidente, lanormal y el rayo reflejado estn en el mismo plano. Discuta esto deacuerdo a su experimento. Si se encuentran en el mismo plano, puessi esto no fuera as no se podran observar y ser medidos sus ngulosdesde la superficie del plato o se tornara ms difcil la medicin deestos.

3. Cul es la relacin que se sostiene entre el ngulo deincidencia y el ngulo de reflexin? Se denomina ngulo de incidencia(o punto de incidencia) al punto de reflexin de luz sobre algnobjeto reflectivo cncavo convexo. Angulo de reflexin el formado poruna trayectoria que se aleja de un medio con el que ha chocado, yla normal a la superficie de ese medio en el punto de eseencuentro.

4. La ley de reflexin tiene dos partes. Descrbalas. Son los dostipos e reflexin que realizamos, uno hacia el lado positivo de losangulos y otro as al lado negativo, pero sabemos que ambos tienenel mismo resultado solo al lado contrario.

5. Le pidieron que midiera el ngulo de reflexin del rayoincidente pero siempre considerando la normal a la superficie delespejo. Qu ventajas proporciona esto? Que se puede partir de 0 o deun ngulo especfico por tanto se torna ms fcil la medicin partiendodesde 0.

6. Fsicos invierten mucha energa en los esfuerzos por aumentarla exactitud con una ley para que esta pueda validarse como tal.Cmo puede usted probar la ley de reflexin a un nivel ms alto deexactitud que en el experimento realizado? Teniendo una medicinexacta o fija ya que este aparato como se mueve tiende a tenerciertos errores ya que tambin es manual y se puede moveraccidentalmente, es por eso que si se tiene un aparato fijo y quefuncione electrnicamente se podr determinar el valor de los nguloscon mucha ms exactitud.

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Manual de ptica y Fsica moderna 2010CONCLUSIONes.

Pudimos conocer que para explicar la reflexin de la luz siempreva a ser necesario, suponer que la direccin de los rayos luminososcambia en ciertas circunstancias. Como es el caso del espejo que seve como si una imagen estuviera atrs y no frente a este. Estaprctica es muy fcil tanto en su realizacin como en la forma en laque explica este tipo de fenmenos pticos, la cual fue de utilidadpara demostrar la ley de la reflexin y los ngulos que un espejoproduce al ser reflejados.

BLIOGRAFIA

1.- Fsica Universitaria Sears Semansky Young Freedman Edit.Pearson

2.- Fsica Vol.2 Resnick Halliday Krane Edit. CECSA

3.-http://www.diclib.com/cgi-bin/d1.cgi?base=alkonageneral&page=showid&id=1684.http://www.google.com.mx/search?sourceid=navclient&hl=es&ie=UTF8&rlz=1T4GWYH_esMX266MX266&q=partes+de+la+reflexion 5-.http://html.rincondelvago.com/ley-de-reflexion-de-la-luz.html

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Manual de ptica y Fsica moderna 2010PRCTICA 5 LEY DEREFRACCION

RESUMEN

Esta prctica est enfocada a verificar las leyes fundamentales dela ptica como es la Ley de Snell o de la refraccin que tiene comoobjetivo predecir las trayectorias que sigue la luz al pasar por unmedio trasparente. Una vez ms se acomoda el equipo que se utilizapara comprobar la Ley de la refraccin y se comienza laexperimentacin con la finalidad de determinar los ngulos que seforman al pasar por un objeto cristalino y en este caso vamos ausar un prisma para ver estos fenmenos.

OBJETIVO GENERAL Verificar una de las leyes fundamentales de laptica conocida como ley de Snell de la refraccin para predecir lastrayectorias que siguen los rayos de luz al pasar por un mediotransparente. OBJETIVOS ESPECIFICOS Estudio de la Ley de SnellFenmenos de difraccin. Elementos cristalinos utilizados para ladifraccin.

PALABRAS CLAVE ptica, Ley de snell, Interferencia, Prismas,Ondas.

INTRODUCCION

En fsica, la difraccin es un fenmeno caracterstico de las ondasque consiste en la dispersin y curvado aparente de las ondas cuandoencuentran un obstculo. La difraccin ocurre en todo tipo de ondas,desde ondas sonoras, ondas en la superficie de un fluido y ondaselectromagnticas como la luz y las ondas de radio. Tambin sucedecuando un grupo de ondas de tamao finito se propaga; por ejemplo,por causa de la difraccin, un haz angosto de ondas de luz de unlser debe finalmente divergir en un rayo ms amplio a una distanciasuficiente del emisor.

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Manual de ptica y Fsica moderna 2010El fenmeno de la difraccines un fenmeno de tipo interferencial y como tal requiere lasuperposicin de ondas coherentes entre s. Se produce cuando lalongitud de onda es mayor que las dimensiones del objeto, portanto, los efectos de la difraccin disminuyen hasta hacerseindetectables a medida que el tamao del objeto aumenta comparadocon la longitud de onda. En el espectro electromagntico los Rayos Xtienen longitudes de onda similares a las distancias interatmicasen la materia. Es posible por lo tanto utilizar la difraccin derayos X como un mtodo para explorar la naturaleza de la estructuracristalina. La difraccin producida por una estructura cristalinaverifica la ley de Bragg. Debido a la dualidad onda-corpsculocaracterstica de la mecnica cuntica es posible observar ladifraccin de partculas como neutrones o electrones. En los iniciosde la mecnica cuntica este fue uno de los argumentos ms claros afavor de la descripcin ondulatoria que realiza la mecnica cunticade las partculas subatmicas. Como curiosidad, esta tcnica se utilizpara intentar descubrir la estructura del ADN, y fue una de laspruebas experimentales de su estructura de doble hlice propuestapor James Watson y Francis Crick en 1953. La difraccin es un factorlimitante en la calidad de las imgenes producidas por ocultamientoptico. La difraccin producida por una apertura circular produce unpatrn de interferencia caracterstico de modo que la imagen obtenidade una fuente de luz puntual forma una mancha difusa con un patrnde lneas concentradas en una sola. Una fuente puntual produce undisco luminoso denominado disco de Airy y su dimetro constituye ellmite de resolucin por difraccin de un instrumento ptico. El discode Airy est rodeado de crculos concntricos de luz y oscuridadsimilares a las franjas de interferencia producidas por rendijasalargadas. De este modo la imagen de una estrella lejana observadapor un telescopio es una mancha borrosa del tamao del disco deAiry. El tamao del disco de Airy se calcula a travs de la siguienteexpresin:

Donde d es el dimetro del disco, es la longitud de onda, f ladistancia focal y a el dimetro de apertura del sistema ptico. Elefecto fotoelctrico no permite que la difraccin se produzcacorrectamente. El lmite de la resolucin estar dado por el criteriode Rayleigh, segn el cual dos objetos son distinguibles solo si elmximo del radio de Airy de un objeto coincide con el mnimo delotro.

METODOLOGIA.

Material utilizado: Banco ptico, Tabla de rayos y base, Placaranurada, Lente cilndrica, Fuente de luz, Soporte.

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Manual de ptica y Fsica moderna 2010Procedimiento: Arme elequipo mostrado en la figura 5.1. Ajuste los componentes de formaque un rayo de luz pase directamente a travs del centro de laescala graduada en grados de la tabla de rayos. Alinear lasuperficie de la lente cilndrica con la lnea etiquetada comocomponente . Con la lente alineada adecuadamente, las lneasradiales extendidas desde el centro a la escala en grados, serntodas perpendiculares a la superficie circular de la lente.

Fig. 5.1 Arreglo del equipo empleado para observar larefraccin

Sin perturbar la alineacin de la lente, rote la tabla de rayos yobserve el rayo refractado para los ngulos de incidencia sugeridosen la tabla 5.1. Registrar los datos en una tabla.

RESULTADOS

Imagen sobre el acomodo del prisma para la experimentacin.

Cuando el prisma se encuentra puesto en el eje del lado plano,el haz de luz pasa a travs de l en direccin de la normal es decirde forma rectilnea. Cuando el prisma se encuentra del ladocontrario tambin la fuente de luz emite el rayo a travs de lanormal. La siguiente tabla muestra las refracciones que se tuvierona la izquierda y a la derecha respecto a los ngulos de refraccinmostrados en las figuras anteriores:

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Manual de ptica y Fsica moderna 2010ngulo de Incidencia 0 10 2030 40 50 60 70 80 90 Refraccin 1 Refraccin 2

Tabla 5.1 Datos de Refraccin

1.- Es desviado el rayo cuando pasa dentro de la lenteperpendicular a la superficie plana de la lente?

2.- Es desviado el rayo cuando pasa fuera de la lenteperpendicular a la superficie curvada de la superficie?

Rotando la tabla de rayos, ponga el ngulo de incidencia como sesugiere en la tabla 5.1. Para cada ngulo de incidencia mida elngulo de refraccin (refraccin 1) Repita la medicin con el rayoincidente del lado opuesto de la normal (refraccin 2). 3.- Son losmismos resultados para las 2 mediciones? Si no, a que se deben lasdiferencias?

En una hoja de papel aparte construya una grafica con el senodel ngulo de refraccin en el eje de las x y el seno del ngulo deincidencia en el eje de las y. Dibuje la mejor lnea recta para los2 grupos de datos.

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Manual de ptica y Fsica moderna 20104.- Su grfica es consistentecon la ley de refraccin? Explique.

6.- Al realizar el experimento qu dificultades encontr al medirel ngulo de refraccin para ngulos de incidencia grandes?

7.- Fueron refractados todos los rayos de luz? Alguno fuereflectado? Cmo podra usar la ley de reflexin para hacer pruebas dealineacin de la lente cilndrica?

CONCLUSIONES.

La refraccin es difcil de medir en este tipo de experimentos, yaque se tienen los prismas movibles y ese es un problema paradeterminar la exactitud de los rayos. No se tuvieron resultadoscerteros acerca de los ngulos que forman la refraccin ya que huboprobabilidad de error. El ngulo de 80 es el qu mas mostro variacin,pues se tuvo una refraccin de 40 y otra de 80 es por eso que seobtiene una variacin significante en el grafico y no nos da unalnea recta usando los senos de cada uno de ellos.

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Manual de ptica y Fsica moderna 2010BIBLIOGRAFIAS 1. FsicaUniversitaria Sears Semansky Young Freedman Edit. Pearson

2. Fsica Vol.2 Resnick Halliday Krane Edit. CECSA

4. http://es.wikipedia.org/wiki/Difracci%C3%B3n

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Manual de ptica y Fsica moderna 2010PRCTICA 6 POLARIZACION

RESUMEN

La luz es una onda transversal, en la cual la perturbacinelectromagntica que compone la luz ocurre en una direccinperpendicular a la direccin de propagacin. El termino polarizacin,para la luz se refiere a la orientacin del campo elctrico en laperturbacin electromagntica. El campo magntico es siempreperpendicular al campo elctrico. Esta prctica est enfocada ademostrar la polarizacin que hay en la fuente de luz cuando ocurrela perturbacin ya mencionada.

OBJETIVO GENERAL Comprender el fenmeno de polarizacin de la luzy producir luz polarizada mediante reflexin.

OBJETIVOS ESPECIFICOS Estudio de la Polarizacin. Conocimiento deintervalos mximos y mnimos. Conocimiento de la luz polarizada.

PALABRAS CLAVES Polarizacin, Luz polarizada, Fuente de luz,Campo magntico, Mnimos y mximos.

INTRODUCCION La luz es una onda transversal, en la cual laperturbacin electromagntica que compone la luz ocurre en unadireccin perpendicular a la direccin de propagacin (ver la figura6a). El termino polarizacin, para la luz se refiere a la orientacindel campo elctrico en la perturbacin electromagntica. El campomagntico es siempre perpendicular al campo elctrico. La figura 6b y6c, muestran la polarizacin horizontal y vertical, respectivamente.La figura 6d, describe polarizacin aleatoria, la cual ocurre cuandola direccin de la polarizacin cambia rpidamente con el tiempo, comoes el caso de la luz emitida por una fuente de luzincandescente.

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Manual de ptica y Fsica moderna 2010

Fig. 6 Polarizacin de la luz Dos polarizadores transmitennicamente luz que es polarizada en el plano a lo largo del planodefinido por las marcas 0 y 180 grados sobre la escala polarizer.La luz que es polarizada a lo largo de cualquier otro plano esabsorbida por el material del polarizador. Por lo tanto, si la luzes polarizada de forma aleatoria, entra al polarizador, la luz quepasa a travs es plano polarizada. En este experimento, puede usarlos polarizadores para investigar el fenmeno de la luzpolarizada.

Polarizacin es el proceso por el cual en un conjuntooriginariamente indiferenciado se establecen caractersticas orasgos distintivos que determinan la aparicin en l de dos o mszonas mutuamente excluyentes, llamadas polos. El trmino cientficode polarizacin puede referirse a: y y y y y y y Polarizacinelectroqumica: modificacin de las caractersticas de una celdaelectroqumica por el uso de la misma. Polarizacin elctricaPolarizacin social Polarizacin poltica Polarizacin electromagnticao de luz Polarizacin (Psicologa) Polarizacin qumica: facilidad conque se puede distorsionar la densidad electrnica de un tomo o unamolcula.

Para explicar ciertos fenmenos pticos, la luz puede tratarsecomo una onda electromagntica transversal, es decir, que seencuentra caracterizada por dos campos vectoriales ortogonalesentres s: el campo elctrico () y el magntico (), y que a su vez sepropaga en direccin ortogonal al plano formado por estos dos. Lasondas transversales pueden clasificarse sobre la base de lascaractersticas del campo elctrico que las describen. Decimos que laonda est polarizada si el campo elctrico vibra en forma predecible,no aleatoria, a lo largo del tiempo, ya sea siempre en una direccinfija a lo largo de una lnea (polarizacin lineal) o rotando a unafrecuencia determinada alrededor de la direccin de propagacin(polarizacin elptica). Cabe aclarar que existe un caso particularde esta ltima, llamado polarizacin circular. En contraposicin a laluz polarizada, la luz natural proviene de un gran nmero deemisores atmicos orientados al azar, por lo que constantemente seemiten nuevos trenes de onda y vara el estado de polarizacin de laonda resultante, siendo imposible determinar un estado depolarizacin.

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Manual de ptica y Fsica moderna 2010METODOLOGIA

Material utilizado: Banco ptico, Polarizadores (2), Tabla derayos y base, Lente cilndrica, Placa ranurada, Fuente de luz,Soportes (3), Soporte componente de la tabla de rayos, Tarjeta conmarca de cruz de flechas, Placa con ranura

Procedimiento: Arme el equipo mostrado en la figura 6.1.Encienda la fuente de luz y vea que cruce la tarjeta con ambospolarizadores removidos. Coloque el polarizador A sobre elcomponente soporte. Gire el polarizador mientras mira latarjeta.

Fig. 6.1 Arreglo para observar la polarizacin de la luz.

Coloque el polarizador de tal forma que se transmita solo la luzpolarizada verticalmente. Remplace el polarizador B sobre elcomponente soporte. Observe a travs de ambos polarizadores, gire elpolarizador B. Arme el equipo. Ajuste los componentes de tal formaque pase solo un rayo de luz a travs del centro de la tabla derayos. Note el rayo que es producido conforme el rayo incidente esreflectado y refractado en la superficie plana del la lentecilndrica. La habitacin debe estar lo suficientemente obscura paramirar el rayo reflectado). Gire la tabla de rayos hasta que elngulo entre el rayo reflectado y refractado sea de 90. Coloque elcomponente soporte de la tabla de rayos en lnea con el rayoreflectado. Mire a travs del polarizador en el filamento de lafuente de luz (como es reflectado a partir de la lente cilndrica) ygire el polarizador lentamente a travs de todos los ngulos.

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Manual de ptica y Fsica moderna 2010RESULTADOS 1. La tarjetaparece tan brillante cuando mira a travs de polarizador como cuandomira directamente en la tarjeta? Por qu?

2.- La luz de la fuente es plano polarizada? Qu puedediscernir?

Coloque el polarizador de tal forma que se transmita solo la luzpolarizada verticalmente. Remplace el polarizador B sobre elcomponente soporte. Observe a travs de ambos polarizadores, gire elpolarizador B. 3.- Para qu ngulos el polarizador B transmite unmximo? Para qu ngulos es transmitido un mnimo de luz?

POLARIZACIN POR REFLECTANCIA: NGULO DE BREWSTER.

Arme el equipo mostrado en la figura 6.2. Ajuste los componentesde tal forma que pase solo un rayo de luz a travs del centro de latabla de rayos. Note el rayo que es producido conforme el rayoincidente es reflectado y refractado en la superficie plana del lalente cilndrica. La habitacin debe estar lo suficientemente obscurapara mirar el rayo reflectado).

Gire la tabla de rayos hasta que el ngulo entre el rayoreflectado y refractado sea de 90. Coloque el componente soporte dela tabla de rayos en lnea con el rayo reflectado. Mire a travs delpolarizador en el filamento de la fuente de luz (como es reflectadoa partir de la lente cilndrica) y gire el polarizador lentamente atravs de todos los ngulos.

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Manual de ptica y Fsica moderna 20101.- Es la luz reflectadaplano polarizada? Si as es, en qu ngulo de la vertical est el planode polarizacin?

2.- Observe la imagen reflectada para otros ngulos dereflectancia.

3.- La luz es plano polarizada cuando el rayo reflectado no esten un ngulo de 90 con respecto al rayo refractado? Explique.

CONCLUSIONES

BIBLIOGRAFIA 1. http://www.ual.es/~mjgarcia/polarizacion.pdf 2.http://www.monografias.com/trabajos907/fenomeno-polarizacion/fenomeno-polarizacion.shtml

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