Refracción.

Refracción.
(Archivo EXCEL: “SnellMove.xls”)
En esta actividad investigaremos el fenómeno de la refracción. El programa usado también
proporciona datos de la intensidad del rayo reflejado y del rayo refractado.
Abre el archivo de Excel “SnellMove.xls”. Verás en la pantalla las tres cantidades
siguientes, las cuáles se pueden variar con sus respectivos controles:
Ángulo de incidencia: 30.0°
Índice de refracción (arriba): 1 (aire)
Índice de refracción (abajo): 1.5 (vidrio)
Con estos valores, el programa calcula el:
Ángulo de refracción: 19.5°
También puedes observar en la pantalla un cuadro dividido en dos por una línea horizontal
azul. Arriba de ella tienes un medio y debajo de ella tienes el otro. Por el medio de arriba se
lanza un rayo llamado de incidencia (rayo amarillo sólido). Éste choca en la frontera entre
los dos medios (línea azul) y parte de él se refleja (rayo amarillo punteado) y parte se
interna en el segundo medio y se refracta (rayo verde punteado).
En la parte derecha de la pantalla aparece otra gráfica y otro dato de los cuales hablaremos
más adelante.
Varía con su control correspondiente el ángulo del rayo de incidencia y observa los otros
dos rayos. ¿Cómo es el ángulo del rayo reflejado, mayor, menor o igual al de incidencia?
______________________________ ¿Siempre? __________________________________
¿Cómo es el ángulo del rayo refractado, mayor, menor o igual al de incidencia?
______________________________ ¿Siempre? __________________________________
Toma datos para el ángulo de refracción para cada uno de los ángulos de incidencia dados
en la tabla siguiente:
Ángulo de
incidencia:
Ángulo de
refracción:
15°
30°
45°
60°
75°
¿Qué puedes concluir de esta tabla? ____________________________________________
_________________________________________________________________________
¿Cuál es el ángulo de refracción para un ángulo de incidencia de 0°? _________________
¿Cuál es el ángulo de refracción para un ángulo de incidencia de 90°? ________________
Este ángulo es muy importante ya que es el ángulo de refracción máximo posible entre
estos dos medios.
Fija ahora el ángulo de incidencia en 30°. Aumenta el índice de refracción del medio de
abajo y observa el rayo refractado.
¿Qué le pasa al ángulo de este rayo al aumentar este índice? ________________________
¿Cuál es el ángulo del rayo refractado para un valo r de 1 de este índice (igual al índice del
medio de arriba)? _____________________ Explica por qué: _______________________
_________________________________________________________________________
Invierte ahora los índice de refracción de los dos medios para que tengas vid rio arriba y aire
abajo. Es decir, usa los siguientes valores:
Índice de refracción (arriba): 1.5 (vidrio)
Índice de refracción (abajo): 1 (aire)
Toma datos para el ángulo de refracción para cada uno de los ángulos de incidencia dados
en la tabla siguiente:
Ángulo de
incidencia:
Ángulo de
refracción:
10°
20°
30°
40°
¿Cómo es el ángulo de refracción, mayor, menor o igual al de incidencia?
________________________________ ¿Siempre? _______________________________
Comenzando con un ángulo de incidencia de 35°, aumenta este valor de un grado en un
grado y observa con detenimiento el rayo refractado.
¿Para qué ángulo de incidencia el rayo refractado desaparece? ______________________
(a éste fenómeno se le conoce como “reflexión interna total”). Compara este valor con el
ángulo de refracción máximo posible obtenido arriba.
¿Puedes explicar por qué son iguales? __________________________________________
_________________________________________________________________________
Discútelo con tu profesor al final de la actividad.
De acuerdo a los resultados de esta actividad y generalizando,
¿En cuáles casos el ángulo de refracción será menor que el de incidencia?
_________________________________________________________________________
¿En cuáles casos el ángulo de refracción será mayor que el de incidencia? ______________
_________________________________________________________________________
Regresa a los valores iniciales del programa, es decir:
Ángulo de incidencia: 30.0°
Índice de refracción (arriba): 1 (aire)
Índice de refracción (abajo): 1.5 (se irá variando)
Observa la gráfica de la derecha que te muestra la intensidad relativa del rayo de incidencia
(amarillo), del rayo refractado (verde) y del rayo (amarilla con rayas). El valor del
“Porcentaje del rayo reflejado” se da arriba de esta gráfica.
¿Cuál es el porcentaje del rayo reflejado? _______________ ¿Cuál es el porcentaje del
rayo refractado? ___________ (sugerencia: estos dos valores deben sumar siempre 100%).
Ahora varía el índice de refracción del medio de abajo con los valores que señala la tabla
siguiente, para tomar datos de estos dos porcentajes:
Índice de
refracción (abajo)
Porcentaje del
rayo reflejado:
Porcentaje del
rayo refractado:
3.5%
96.5%
1
1.5
2
2.5
3
De acuerdo a estos valores, ¿qué puedes concluir? _________________________________
_________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________
Discute lo anterior con toda tu grupo.