Reflexión de la luz en superficies curvas Fundamento

Transcripción

1 Reflexión de la luz en superficies curvas Fundamento Cuando un rayo luminoso se encuentra con una superficie reflectante de forma cóncava o convexa sufre un cambio en su dirección, sin cambiar de medio material en su propagación. En este experimento se utilizan como superficies reflectantes un espejo cóncavo y otro convexo. Las fotografías de ambos espejos están en la figura 1a (espejo cóncavo) y 1b (espejo convexo). Fig. 1a Fig. 1b En cada una de las figuras 1a y 1b se ha enviado a cada espejo un rayo luminoso, siguiendo la dirección de un radio. Esos rayos se reflejan en la misma dirección que los incidentes, por tanto, cualquier radio representa la normal al espejo en el punto de incidencia del rayo. En las fotografías para toma de datos, se envían rayos que forman diferentes ángulos con la normal. Las cinco primeras fotografías corresponden a un espejo cóncavo y las restantes a uno convexo. El ángulo que forma el rayo incidente con la normal se llama ángulo de incidencia i y el que forma el rayo reflejado con dicha normal, se denomina ángulo de reflexión r. El objetivo del experimento es determinar, por la vía experimental, qué relación guardan entre sí el ángulo de incidencia y el de reflexión, cuando inciden sobre espejos que no son planos. Fotografías Fotografía 1 para toma de datos

2 Fotografía 2 para toma de datos Fotografía 3 para toma de datos Fotografía 4 para toma de datos Fotografía 5 para toma de datos

3 Fotografía 6 para toma de datos Fotografía 7 para toma de datos Fotografía 8 para toma de datos Fotografía 9 para toma de datos

4 Fotografía 10 para toma de datos Tabla 1 incidencia i/º reflexión r/º Espejo cóncavo incidencia i/º reflexión r/º Espejo convexo En las fotografías se observa que los rayos tienen un cierto espesor, si a esto se añade la posible imperfección al trazar la normal, y otras posibles causas de error, la medida de los ángulos debe llevar aparejada una incertidumbre. Analice y decida entre qué valores se encuentran los ángulos de incidencia y de reflexión y complete la tabla 2. Por ejemplo, si un ángulo de incidencia da una medida de 50º y estima que su incertidumbre es de un grado, en la tabla 2, colocaría incidencia 49º, e incidencia 51º. Así debe obrar con los demás ángulos. Tabla 2

5 Espejo cóncavo Angulo de incidencia, I men /º Angulo de incidencia i may /º r men /º r may /º Espejo convexo Angulo de incidencia, I men /º Angulo de incidencia i may /º r men /º r may /º Gráficas

6 1.- Con los valores de la tabla 1 (espejo cóncavo), represente los ángulos de incidencia en el eje X y los de reflexión en el eje Y. Trace la recta que pase por el origen de coordenadas y determine su pendiente. Escriba la ecuación que relaciona el ángulo de reflexión con el de incidencia. 2.- Con los valores de la tabla 1 (espejo convexo), represente los ángulos de incidencia en el eje X y los de reflexión en el eje Y. Trace la recta que pase por el origen de coordenadas y determine su pendiente. Escriba la ecuación que relaciona el ángulo de reflexión con el de incidencia 3.- Con los valores de la tabla 2 (espejo cóncavo), represente los ángulos de incidencia es (eje X) frente a los de reflexión es (eje Y). En la misma grafica represente los ángulos de incidencia es (eje X) frente a los ángulos de reflexión es (eje Y). Trace las dos rectas obligándolas a pasar por el origen y halle sus correspondientes ecuaciones. Determine el valor medio de las pendientes y escriba su valor afectado del signo más y menos, tal que la suma abarque el valor más alto de la pendiente y la diferencia el. 4.- Con los valores de la tabla 2 (espejo convexo), represente los ángulos de incidencia es (eje X) frente a los ángulos de reflexión es (eje Y) En la misma grafica represente los ángulos de incidencia es (eje X) frente a los ángulos de reflexión es (eje Y). Trace las dos rectas obligándolas a pasar por el origen y halle sus correspondientes ecuaciones. Determine el valor medio de las pendientes y escriba su valor afectado del signo más y menos, tal que la suma abarque el valor más alto de la pendiente y la diferencia el. 5.- Decida si, con los valores encontrados para las pendientes, se puede deducir razonablemente que el ángulo de incidencia es igual al de reflexión en espejos con superficies curvas.