GRUPO HEUREMA. EDUCACIÓN SECUNDARIA

ENSEÑANZA DE LA FÍSICA Y LA QUÍMICA

sección: PRÁCTICAS DIGITALES DE FÍSICA
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Cubeta vista de lado

SOLUCIÓN

Foto 1

Foto 2

Cubeta vista desde arriba

 

LEY DE SNELL CON ALFILERES

 

OBJETIVO

Hallar la constancia de la relación entre el seno del ángulo de refracción y el seno del ángulo de incidencia, basándonos en nuestros propios sentidos.

 

 

MATERIAL

Cubeta pequeña o caja de bombones de plástico transparente con agua,11 alfileres o agujas, papel milimetrado. Panel de corcho o poliespán.

PROCEDIMIENTO

Se dispone  sobre la base de corcho o poliespán, una hoja de papel milimetrado  y la cubeta, y se marcan  en la hoja, con lápiz, las caras de separación (superficie rectangular) de la cubeta.

Tal como se indica en el esquema del montaje, se disponen los alfileres o las agujas.  El  1, se sitúa  justo detrás de la cubeta, y los otros dos, 1’ y 1’’, de igual forma pero delante, de tal manera que  estén alineados, los que se ven en el aire, con el que está detrás del agua.

Esquema del montaje

Si los tres alfileres o agujas se disponen perpendicularmente a la cara de la cubeta, alineados con nuestra vista, se observa  que el rayo luminoso que permite que se vea a 1, aunque casi lo eclipsen 1’ y 1’’, no sufre desviación. Por lo tanto todo rayo luminoso que incide normalmente a la superficie de separación de dos medios, no se desvía.

Dejando fija la posición de 1, detrás de la cubeta respecto a nuestra vista, se varía la inclinación de nuestra vista respecto a 1, eclipsando a 2’ con 2’’ y ambos con 1 y así sucesivamente 3’ y 3’’, 4’ y 4’’ y 5’ y 5’’. Una vez que se tengan una serie de posiciones con diferentes distancias y ángulos de vista. Se retira  la cubeta, observándose la posición de los diferentes alfileres (foto 1).

Se observa que el rayo luminoso que  indica la posición de 1, al pasar del agua al aire, se separa de la perpendicular o normal, en todos los casos  salvo el 1’-1’’ (conclusión cualitativa).

A partir de los  diferentes segmentos  que se puedan medir incluso  en la foto, se calculan las tangentes, y los ángulos de incidencia y refracción, en grados y radianes así como los senos de dichos ángulos.

El cálculo se hace sobre papel milimetrado midiendo el cateto opuesto y el contiguo para cada ángulo (foto 2). En esto consiste la toma de datos necesaria para enunciar la ley, que no es más que la hipótesis confirmada al determinar una relación constante entre las variables que intervienen en el fenómeno.

Se tabulan  los valores de las 5 tomas de datos

 

Toma

INCIDENCIA

toma

REFRACCIÓN

 

Alt

/mm

Base

/mm

Tan i

Áng i

/rad

Ang i

Sen i

 

Alt

/mm

Base

/mm

Tan r

Ang

/rad

Ang

Sen r

1

 

 

 

 

 

 

1’

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

2’

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

3’

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

4’

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

5’

 

 

 

 

 

 

 

Háganse  las gráficas:

a) sen r/sen i,   

b) r/i (rad).

Se observa  que la que más se aproxima a una relación lineal es la sen r/sen i, estableciendo que dicha relación es constante.

 

 

Se extraen  los alfileres y  se unen  las posiciones de los orificios producidos al clavarlos, con lápiz  y produciendo  un dibujo de la marcha de los rayos luminosos que inciden en la vista a través del agua y del aire, tal como indica la foto 2.