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

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_1316411565.unknown

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_1316411413.unknown