GRUPO HEUREMA. EDUCACIÓN SECUNDARIA

ENSEÑANZA DE LA FÍSICA Y LA QUÍMICA

sección: PRÁCTICAS DE FÍSICA
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Refracción de la luz a través del vidrio: ángulo límite

 

OBJETIVO DE LA PRÁCTICA.

Esta práctica es una continuación de la ley de Snell. Se define ángulo límite como el ángulo de incidencia (ángulo que forma con la normal, el rayo incidente) cuando el de refracción (ángulo que forma con la normal el rayo refractado) es de 90º. En este caso a partir de él se produce una reflexión (cambio de dirección del rayo sin atravesar de un medio a otro), y no una refracción. El objetivo de la práctica es aplicando la ley de Snell, para el tránsito del rayo luminoso desde el vidrio al aire, determinar el ángulo de incidencia a partir del cual ya no se produce refracción sino reflexión total, o sea , dado que sen /sen = constante= n2/n1. Por lo tanto como   , n2=1, sustituyendo  sen =1/n1. De esta manera también se podría conocer el índice de refracción del vidrio n1

 

 

MATERIAL UTILIZADO

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

 

PROCEDIMIENTO

Se dispondrá un montaje similar al de la práctica anterior (PF43-LSnell), pero se ha de situar la lente semicircular en la posición contraria, en la posición 0, con la cara circular perpendicular al rayo luminoso, orientándose en el eje 0-180º (fig.2) Se observará que el rayo sale de la lente alejándose de la normal (fig.1).

ALMACÉN

Composición de fuerzas con ventosas

Fuerzas paralelas

Ley de enfriamiento de un líquido

Imágenes en espejos planos que se cortan

Ley de Snell con alfileres

Prisma de agua

Análisis de hilos conductores.Ley de Ohm

Máximo de una función (Potencia de un generador)

Ondas estacionarias transversales propagándose por una cuerda

Investigando con el péndulo bifilar

Investigando la relación entre el volumen evacuado por una bureta y el tiempo empleado

Péndulo Compás

Medida de la longitud de onda de la luz emitida por un puntero láser

Magnitudes directamente proporcionales

Construcción de un cronovibrador casero

Aplicación del cronovibrador: medida de la aceleración de la gravedad mediante la caída libre

Magnitudes inversamente proporcionales

Experimentos con una rueda de construcción casera

Calibrado de un espectroscopio y medida de longitudes de onda

Relación aproximada carga-masa del electrón

Movimiento parabólico

Lentes convergentes

Manómetro

Aproximación a la fuerza ejercida por la presión atmosférica

Ley de Boyle-Mariotte

Principio de Arquímides 1

Densidad de líquidos

Empuje y densidad

Acción y reacción.Medida cuantitativa aplicando el Principio de Arquímides

Condensadores. Parte I

Condensadores.Parte II

Condensadores.Parte III

Condensadores.Parte IV

Condensadores.Parte V

Condensadores.Parte VI

Verificación de la fórmula F=ma

Condensadores.Parte VII

Rendimiento de un calorímetro 1

Rendimiento de un calorímetro 2

Medida aproximada del índice de refracción del agua

Medida del calor específico de una tuerca

Ley de Boyle con tubo de Mariotte(Práctica individual)

Ley de Boyle con tubo de Mariotte(Práctica colectiva)

Ley de Snell

SOLUCIONARIO

Fig.1

Fig.2

Se irá girando el disco de Hartl, en sentido contrario al anterior hasta que el rayo se refleje (fig.5) y tomando los diferentes ángulos de incidencia (aproximadamente cada 5º), y viendo el correspondiente ángulo de refracción en el disco de Hartl (fig. 3 y 4) y tabulando los valores. Al aproximarse el ángulo de refracción a los 90º ,  el rayo refractado sale casi rasante produciéndose una difracción con descomposición de la luz (fig.4),y  los ángulos  de incidencia se tomarán con mayor precisión, y con un intervalo menor.

Fig.3

Fig.4

Fig.5

TABLA DE DATOS

 

Ángulo

Seno

Ángulo

Seno 

0

 

 

 

5

 

 

 

10

 

 

 

15

 

 

 

20

 

 

 

30

 

 

 

35

 

 

 

37

 

 

 

40

 

 

 

41

 

 

 

               

CÁLCULOS GRÁFICOS

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

 

El ángulo límite será =

De otra manera

n del vidrio  = 1/sen (ángulo límite)=