Para determinar el índice de refracción de un prisma triangular y rectangular, se utilizó un láser de He-Ne y las leyes de reflexión y refracción. Midiendo el ángulo de desviación mínimo en el prisma triangular y el desplazamiento lateral de un haz al atravesar la placa rectangular, se pudo calcular el índice de refracción experimentalmente y compararlo con el teórico para el acrílico.

1. Prismas
DETERMIANCION DEL INDICE DE REFRACCION DE UN PRISMA
Resumen: To determine the angle of refraction of a
prism we have used the laws of
Para determinar el ángulo de refringencia reflection and refraction, also known
de un prisma hemos recurrido a las leyes de Snell's law, development pilot used a
la reflexión y la refracción, también conocida monochromatic light beam from a He-Ne
ley de Snell, para el desarrollo experimental laser which did have an impact on a
utilizamos un haz de luz monocromática triangular prism acrylic we know the
procedente de un láser de He-Ne el cual angle of refraction, part of the beam is
hicimos incidir sobre un prisma triangular de reflected at an angle normal to the prism
acrílico del que conocemos el ángulo de surface and part is refracted through the
prism at an angle α with the normal to
refringencia, parte del haz se refleja
both sides prism and reemerge into the
formando un ángulo A con la normal de la
air again at an angle G with the possible
superficie del prisma y otra parte se refracta
path should the incident light beam.
a través del prisma formando un ángulo Likewise, we emphasize the light beam
con la normal a las dos caras del prisma y on a transparent acrylic rectangular
vuelve a reemerge al aire formando un plate, forming an angle θ with respect to
ángulo G con la posible trayectoria que the surface normal, the transmitted
debería hacer el haz de luz incidente. beam at an angle θ', and finally let the
De igual forma incidimos el haz de luz sobre air reemerges at an angle θ'', since the
una placa rectangular transparente de outgoing ray is parallel to the incident
acrílico, formando un ángulo respecto con θ'= θ''.
la normal de la superficie, el haz transmitido
forma un ángulo , y finalmente el haz que
reemerge al aire formando un ángulo ; Keywords:
dado que el rayo saliente es paralelo al
Reflection, Refraction, refractive index.
incidente .
Objetivo General
Determinar el valor del indice de
Palabras claves: refraccion del prisma teniendo en cuenta
el angulo de refringencia.
Reflexión, Refracción, índice de refracción.
Objetivos Específicos
Determinar el ángulo de refringencia de
Abstract: un prisma, así como el ángulo de
desviación mínima.
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2. Prismas
Aplicar la ley de Snell. cumple la condición . En esta
situación:
Introducción:
Los prismas desempeñan muchos papeles
diferentes en la óptica; hay combinaciones Este ángulo se denomina ángulo de
de prismas que sirven como divisores de desviación mínima.
haz, sistemas polarizadores e En la práctica, no se puede calcular
interferómetros. haciendo uso de la fórmula (1), ya que los
ángulos de incidencia y refracción (A y G)
Los prismas tienen dos tipos de funciones se miden respecto a la perpendicular a la
principales, la reflexión y la dispersión. El cara del prisma, cosa que no puede
determinarse fácilmente en el laboratorio.
prisma reflector es aquel en el cual es haz
de luz es introducido de tal manera que se
produzca al menos una reflexión interna En los informes de los misioneros que
para el propósito especifico de cambiar la regresaban de Asia al comienzo del siglo
dirección de propagación, o la orientación xvii se reseñaba que los prismas eran muy
de la imagen o ambas. conocidos y muy valorados en china gracias
a su capacidad para generar color. Varios
El prisma dispersivo es aquel en el cual un
científicos de la época, particularmente
haz de luz lo atraviesa y saldrá después de
Marcí Grimaldi y Boy habían hechos
haber sido desviado de su dirección original
algunas observaciones usando los prismas,
en un ángulo denominado desviación
pero fue Sir Isaac Newton quien llevó a
angular. Que es en nuestro caso el que
cabo los primeros estudios definitivos sobre
estudiaremos su comportamiento.
la dispersión. El 6 de febrero de 1672
Newton presentó un artículo clásico ante la
Royal Society bajo el titulo <<Una nueva
Marco Teórico teoría acerca de la luz y de los colores>> en
la que llegó a la conclusión que la luz
Un prisma óptico es un medio transparente blanca consistía en una mezcla de varios
limitado por dos superficies planas que se colores y que el proceso de refracción
cortan en una arista, formando un ángulo dependía del color.
diedro a.
El rayo de luz que incide en una de las dos
caras con ángulo A (desde el aire al
acrílico), sale por la otra con un ángulo G Materiales.
(de acrílico al aire). Se denomina desviación
total a la desviación del rayo que sale 1 Transportador
respecto de la dirección del haz incidente y
vale: 1 Prisma de base triangula de acrílico o
de vidrio.
Prisma de base rectangular
Para cada prisma óptico, existe un ángulo 1 Linterna
de incidencia para el cual la desviación total 1 Un laser de He-Ne
es mínima. Tal Situación se da cuando se
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3. Prismas
Procedimiento. del indice de refaccion n es mas
conveniente medir distancias por
Si no se conoce el angulo de refringencia triangulacion que medir angulos en forma
a del prisma se puede terminar usando el directa.
esquema , que se muetra en la fig. 1. El
metodo consiste en determinar el angulo
que forman dos haces inicialmente
paralelos despues de reflejarse en las caras
laterales del prisma.
Usando las leyes de la reflexion se puede
demostar que los rayos reflejados en ambas
caras del prisma forman un angulo igual a
2a, independiente de la orientacion del
prisma.
Ahora para determinar el indice de
reafraccion del prisma, se monta el
esquema mostrado en la fig. 2, donde el haz
del lase atraviesa el prisma. Tambien se Figura 1. Medición del ángulo a.
puede demostrar que el angulo de
desviacion de l rayo incidente G, toma su
valor minimo cuando el haz de luz atraviesa
el prisma en forma simetrica respecto a la
bisectriz del angulo de referencia del
prisma. mas especificamente se tiene que
cuando la desviacion sea minima, vale la
siguiente relacion:
Para determinar el angulo de desviacion
minima, coloque el prisma sobre una Figura 2. Disposición para determinar el índice de
plataforma giratoria, como indica la figura 2. refracción del prisma.
En esta figura el eje de gito pasa por el
De la misma manera, vamos a estudiar
punto en el centro del prisma. Haga incidir
como es el desplazamiento lateral de un
el laser en el prisma desde algunos metros
haz al atravesar un medio de caras
de distancia y observe el ray desviado a una
paralelas, como es el caso de un prisma
distancia similar (sobre una pared por
ejemplo). Note que para la determinacion
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4. Prismas
de base rectangular como lo indica la figura Frecuentemente se emplea un prisma para
3. medir el índice de refracción de un sólido
transparente.
Figura 3. Desviación de un haz al atravesar una placa de
caras paralelas
.
Figura 4. Esquema de un haz de luz pasa a través del
También en esta práctica estudiaremos prisma triangular con un ángulo de desviación mínima
como es la dependencia del desplazamiento
lateral d, del haz de luz como función del
ángulo de incidencia . Empleando la geometría mostrada sobre la
figura 4. Se encuentra que y
Utilizando la ley de Snell:
Con base a la ley de Snell y tomando como
Tomando como índice de refracción del aire
índice de refracción del aire como 1,
igual uno, Es posible llegar a la siguiente
expresión:
Reemplazando en la ecuación de
Snell nos resulta:
Análisis y Discusión
Despejamos n de lo anterior y:
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5. Prismas
Así, conociendo el ángulo de refringencia
del prisma y midiendo , se puede
calcular el índice de refracción del
material del prisma.
Tabla 1. Índice de refringencia y ángulo mínimo de
desolación
90° 26.78°
En esta tabla se encuentran los valores obtenidos
experimentalmente sobre un prisma de acrílico.
Figura 5. Esquema de haz de luz que atraviesa una placa
Reemplazando los valores contenidos en la rectangular de acrílico transparente
tabla 1. En la ecuación 2. Nos queda que el
índice de refracción del prisma es: Para el caso de una placa de caras paralela
aplicaremos la ley de Snell mostrado en la
figura 5.
Con base a la ley de Snell y tomando como
índice de refracción del aire como 1,
El valor teórico del índice de refracción del
acrílico es 1,49.
Despejamos d nos queda:
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6. Prismas
Tabla 2. Valores obtenidos experimentalmente sobre un
prisma rectangular
4 cm 32.5° 21°
Los datos mostrados en la tabla anterior son del ancho del
prisma, el ángulo del haz incidido y el ángulo del haz
transmitido.
Reemplazando los datos de la tabla 2. En la
ecuación 5 nos queda:
Conclusiones
En la experiencia nos fue posible medir el
índice de refracción de un prisma triangular.
Esta experiencia resulta ser un método
experimental muy sencillo para estudiar las
leyes de la óptica geométrica,
Referencias
Física Moderna, R.A. Serwey, C.J.
Moses, C.A. Moyer, Tercera Edición
Tomo 2, Editorial Mc Graw Hill
Principles of Modern Physics, N.
Ashby. C, Editorial Holden Day
ZAJAC, H, Óptica, Addison-Wesley.
http://www.fisicarecreativa.com/infor
mes/infor_especial/luz97.pdf
Alonso M, Finn, Física vol. 1.
Mecánica. Editorial Addison-Wesley
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