GRUPO HEUREMA. EDUCACIÓN SECUNDARIA

ENSEÑANZA DE LA FÍSICA Y LA QUÍMICA

sección: PRÁCTICAS DIGITALES DE FÍSICA
para imprimir(pdf)
volver a inicio

Reflexión de la luz en superficies curvas

Fundamento

Cuando un rayo luminoso se encuentra con una superficie reflectante de forma cóncava o convexa sufre un cambio en su dirección, sin cambiar de medio material en su propagación.

En este experimento se utilizan como superficies reflectantes un espejo cóncavo y otro convexo. Las fotografías de ambos espejos están en la figura 1a (espejo cóncavo)  y  1b (espejo convexo).

SOLUCIÓN

Fig.1a

Fig.1b

En cada una de las figuras 1a y 1b se ha enviado  a cada espejo un rayo luminoso, siguiendo la dirección de un radio. Esos rayos se reflejan  en la misma dirección que los incidentes, por tanto, cualquier  radio representa la normal al espejo en el punto de incidencia del rayo.

                                       

En las fotografías para toma de datos, se envían rayos que forman diferentes ángulos con la normal. Las cinco primeras fotografías corresponden a un espejo cóncavo y las restantes a uno convexo.

El ángulo que forma el rayo incidente con la normal se llama ángulo de incidencia i y el que forma el rayo reflejado con dicha normal, se denomina ángulo de reflexión r. El objetivo del experimento es determinar, por la vía experimental, qué relación guardan entre sí el ángulo de incidencia y el de reflexión, cuando inciden sobre espejos que no son planos.

Fotografías

Foto 1 para la toma de datos

Foto 2 para la toma de datos

Foto 3 para la toma de datos

Foto 4 para la toma de datos

Foto 5 para la toma de datos

Foto 6 para la toma de datos

Foto 7 para la toma de datos

Foto 8 para la toma de datos

Foto 9 para la toma de datos

Foto 10 para la toma de datos

 

Tabla 1

Espejo cóncavo

Ángulo de incidencia   i/º

 

 

 

 

 

Ángulo de reflexión    r/º

 

 

 

 

 

 

Espejo convexo

Ángulo de incidencia  i/º

 

 

 

 

 

Ángulo de reflexión    r/º

 

 

 

 

 

 

En  las fotografías se observa que los rayos tienen un cierto espesor,  si a esto se añade la posible imperfección al trazar la normal, y otras posibles causas de error,  la medida de los ángulos debe llevar aparejada una incertidumbre. Analice y decida entre qué valores se encuentran los ángulos de incidencia y de reflexión y complete la tabla 2. Por ejemplo, si un ángulo de incidencia  da una medida de 50º y estima que su incertidumbre es de un grado, en la tabla 2,  colocaría incidencia menor 49º,  e incidencia mayor 51º. Así debe obrar con los demás ángulos.

Tabla 2

Espejo cóncavo 

Angulo de incidencia, menor

Imen

 

 

 

 

 

Angulo de incidencia mayor

imay

 

 

 

 

 

Ángulo de reflexión menor

rmen

 

 

 

 

 

Ángulo de reflexión

mayor

rmay

 

 

 

 

 

      

 

Espejo convexo 

Angulo de incidencia, menor

Imen

 

 

 

 

 

Angulo de incidencia mayor

imay

 

 

 

 

 

Ángulo de reflexión menor

rmen

 

 

 

 

 

Ángulo de reflexión

mayor

rmay

 

 

 

 

 

 

 

 

Gráficas

 

1.- Con los valores de la tabla 1 (espejo cóncavo), represente los ángulos de incidencia en el eje X y los de reflexión en el eje Y. Trace la recta que pase por el origen de coordenadas y determine su pendiente. Escriba la ecuación que relaciona el ángulo de reflexión con el de incidencia.

2.- Con los valores de la tabla 1 (espejo convexo), represente los ángulos de incidencia en el eje X y los de reflexión en el eje Y. Trace la recta que pase por el origen de coordenadas y determine su pendiente. Escriba la ecuación que relaciona el ángulo de reflexión con el de incidencia

3.- Con los valores de la tabla 2 (espejo cóncavo), represente los ángulos de incidencia menores (eje X) frente a los de reflexión mayores (eje Y). En la misma grafica represente los ángulos de incidencia mayores (eje X) frente a los ángulos de reflexión  menores (eje Y). Trace las dos rectas obligándolas  a pasar por el origen y halle sus correspondientes ecuaciones. 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.

4.- Con los valores de la tabla 2 (espejo convexo), represente los ángulos de incidencia menores (eje X) frente a los ángulos de reflexión mayores (eje Y) En la misma grafica represente los ángulos de incidencia mayores (eje X) frente a los ángulos de reflexión  menores (eje Y). Trace las dos rectas obligándolas  a pasar por el origen y halle sus correspondientes ecuaciones. 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.

5.- Decida si, con los valores encontrados para las pendientes, se puede  deducir razonablemente que el ángulo de incidencia es igual al de reflexión en espejos con superficies curvas.