ENSEÑANZA DE LA FÍSICA Y LA QUÍMICA

Ley de Snell. Índice de refracción del vidrio. 

 

INTRODUCCIÓN:

La desviación de los rayos luminosos cuando pasan de un medio (aire) a otro medio (vidrio), o del agua al aire, es un fenómeno conocido desde el siglo V a.C.(Aristóteles). Los ángulos de desviación de los rayos luminosos, fueron medidos por Ptolomeo 120 a C.^. Ahora bien la primera relación entre los ángulos de incidencia y de refracción fue establecida por Snell en 1618. Esta relación fue hecha a partir de los senos de los ángulos respectivos, que demostró era constante para cualquier medio; esto sen  /sen = constante, esta constante se denominó posteriormente índice de refracción del segundo medio respecto al primero. = n₂/n₁.

Teniendo en cuenta que el índice de refracción de un determinado medio se definió como la relación entre la velocidad de la luz en el aire o vacío y la velocidad de la luz en el medio, para el aire n₁=1, y por lo tanto si la luz pasa del aire al un vidrio (lente), la ley de Snell establece que :

sen  /sen  = n₂.

 

OBJETIVO DE LA PRÁCTICA.

Demostrar que sen  /sen  = constante, y calcular el índice de refracción del vidrio

 

MATERIAL UTILIZADO

Banco óptico, foco, lente convergente para concentrar los rayos, disco de Hartl, rendija, soportes, lente semicircular.

 

PROCEDIMIENTO

Se dispondrá el montaje tal como indica las fotografías 1 y 2, situando la lente concentradora y la rendija de forma que un rayo incida perfectamente en la lente semicircular, situada en el disco de Hartl, perpendicular al diámetro 0-180.       

Fotografía 1

Fotografía 2 (detalle)

Se deberá tener en cuenta de que el rayo luminoso se alinee con el eje 0-180º del disco, y la lente deberá situarse con su cara plana perpendicular al rayo en el centro de disco en la posición inicial ( ángulo de incidencia 0) tal como se indica en la fotografía 2. El rayo refractado se acerca a la normal.

Se va girando el disco de Hartl y tomando los diferentes ángulos de incidencia (aproximadamente cada 5º), y viendo el correspondiente ángulo de refracción en el disco de Hartl (fotos 3 y 4) y tabulando los valores.

Fotografía 3

Fotografía 4 (detalle)

TABLA DE DATOS

 

               

CÁLCULOS GRÁFICOS

En una hoja de cálculo, se hará la gráfica con el 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.