Luz: reflexión, refracción y ondas electromagnéticas
Castilla-La Mancha · 2020 · Septiembre
Enunciado
Se hacen pasar haces luminosos con distintos ángulos de incidencia a través de una lámina de metacrilato cuyo índice de refracción queremos medir. Los ángulos de incidencia i y los ángulos de refracción r están dados en la tabla (todos los valores en grados).Rayo que llega desde el aire con ángulo i y se refracta en la lámina con ángulo r, más cerca de la normali(∘)5,515,024,540,0r(∘)3,510,017,025,5a) Enunciar y explicar brevemente la ley de Snell.
b) Calcular el índice de refracción de la lámina de metacrilato a partir de los datos de la tabla.
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Resultado
nmetacrilato=1,49
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Estrategia
La ley de Snell relaciona los ángulos con los índices de los dos medios. Desde el aire (n=1): seni=nsenr, de modo que cada fila da un valor de n; se toma la media.
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Desarrollo
a)Ley de Snell: cuando la luz pasa de un medio de índice n1 a otro de índice n2, el rayo refractado está en el mismo plano que el incidente y la normal, y los ángulos (medidos desde la normal) cumplenn1senθ1=n2senθ2Se debe a que la luz cambia de velocidad (v=c/n): al entrar en un medio de mayor índice se frena y el rayo se acerca a la normal.
b)n=seni/senr para cada medida:sen3,5∘sen5,5∘=1,57;sen10∘sen15∘=1,49;sen17∘sen24,5∘=1,42;sen25,5∘sen40∘=1,49nˉ=41,57+1,49+1,42+1,49=1,49(La primera medida, con ángulos tan pequeños, es la menos precisa: un error de medio grado cambia mucho el cociente.)