Reflexión de la luz
En este sencillo experimento intentaremos observar como funciona la Ley de Reflexión y comprobar que sucede cuando la luz de un láser es apuntada hacia un espejo.
Si hacemos incidir un
haz de rayos paralelos sobre un espejo plano, los rayos se verán obstaculizados
por el espejo y no podrán continuar en la misma dirección ni atravesarlo. El
haz de rayos cambia su dirección pero los rayos se mantienen paralelos
propagándose en el mismo medio, en este caso el aire.
Cuando un rayo luminoso incide sobre una superficie pulida
(espejo plano) y cambia su dirección sin cambiar el medio en el que se propaga,
decimos que se refleja, éste fenómeno físico recibe también el nombre de
reflexión especular.
Antes de comenzar con nuestro experimento, debemos definir
las siguientes características:
- Rayo incidente: Es el rayo que llega (incide) al espejo desde la fuente de luz.
- Punto de incidencia: Es el punto donde incide el rayo sobre el espejo.
- Rayo reflejado: Es el rayo desviado (reflejado) por el espejo.
- Recta normal: Es la línea perpendicular al espejo que pasa por el punto de incidencia.
- Ángulo de incidencia: Es el ángulo formado por el rayo incidente y la recta normal.
- Ángulo de reflexión: Es el ángulo formado por el rayo reflejado y la recta normal.
El Experimento:
-Materiales utilizados:
- · Hoja de papel
- · Espejo
- · Láser
- · Regla
- · Semicirculo
- · Lápiz
-Procedimiento:
- · Con la ayuda de la regla y un lápiz, trazar una línea horizontal en la hoja.
- · Trazar la Recta normal.
- · Indicar un punto de incidencia en la línea horizontal previamente trazada.
- · Trazar 3 trayectorias.
- · Utilizar un láser para reflejar la luz y tomar las medidas y ángulos resultantes del rayo incidente y el rayo reflejado.
Resultados y
conclusiones:
Los valores de los ángulos de incidencia y de reflexión
obtenidos en el experimento son prácticamente iguales, es una ley física que se
conoce como la ley de reflexión.
El ángulo de incidencia formado entre la recta normal y el
rayo incidente es igual al ángulo de reflexión formado por el rayo reflejado y
la misma recta normal.
En teoría, los ángulos deberían ser iguales, sin embargo al
llevar el experimento a la práctica, vemos que varía entre ½ y 1 grado; esto es
debido al factor humano, ya que el pulso no es preciso y esto hace que el
ángulo generado tenga una pequeña variación.
Refracción de la luz
En este sencillo experimento
intentaremos observar como funciona el fenómeno óptico de Refracción y que
sucede cuando la luz cambia el medio en el que se encuentra.
Se denomina refracción luminosa al cambio que experimenta la
dirección de propagación de la luz cuando atraviesa oblicuamente la superficie
de separación de dos medios transparentes de distinta naturaleza. Las lentes,
las máquinas fotográficas, el ojo humano y, en general, la mayor parte de los
instrumentos ópticos basan su funcionamiento en este fenómeno.
El fenómeno de la refracción va, en general, acompañado de
una reflexión, más o menos débil, producida en la superficie que limita los dos
medios transparentes. El haz, al llegar a esa superficie límite, en parte se
refleja y en parte se refracta, lo cual implica que los haces reflejado y
refractado tendrán menos intensidad luminosa que el rayo incidente. Dicho
reparto de intensidad se produce en una proporción que depende de las
características de los medios en contacto y del ángulo de incidencia respecto
de la superficie límite. A pesar de esta circunstancia, es posible fijar la
atención únicamente en el fenómeno de la refracción para analizar sus
características.
El Experimento:
-Materiales utilizados:
- Vaso de bohemia
- Hoja de papel
- Agua
- Láser
- Regla
-Procedimiento:
- · Colocar agua en el vaso de bohemia, aproximadamente por la mitad.
- · Envolver la regla con una hoja de papel.
- · Colocar la regla detrás del vaso de bohemia con agua y trazar una línea a la alutra del nivel del agua.
- · Trazar la normal, perpendicular a la línea del nivel del agua.
- · Dibujar un rayo incidente siguiendo su trayectoria.
- · Con el láser, apuntar hacia la trayectoria y observar si éste sigue la trayectoria, se acerca o se aleja de la normal.
Resultados y conclusiones:
El rayo reflejado se acerca a la normal en un medio
aire-agua.
Se desvía de la trayectoria debido al cambio de densidad del
medio en el que se encuentra, lo cual hace que cambie su velocidad debido al
índice de refracción, éste índice se puede explicar mediante la Ley de Snell.
Ley de Snell : La refracción es el cambio de dirección que
experimenta una onda al pasar de un medio material a otro. Sólo se produce si
la onda incide oblicuamente sobre la superficie de separación de los dos medios
y si estos tienen índices de refracción distintos. La refracción se origina en
el cambio de velocidad de propagación de la onda, cuando pasa de un medio a otro.
