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8/10/2019 informe NRO 7 reflexion de la luz.docx

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Laboratorio de Fsica I

Practica N7

Reflexin de la Luz

INFORME

Integrantes:

Denis Siclla Machicao

Percy Ticona laura

Ricardo Rosas Rodriguez (no hizo nada)

David Suico Cuti (no hizo nada) Mauricio Urday Salas (no hizo nada)

Grupo: C

Profesor: Juan Carlos Grande Ccalla

Semana 16

Fecha de realizacin: 14/06/2012

Fecha de entrega: 21/06/2012

2012


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1: INTRODUCCION

Diferentes teoras se han ido desarrollando para interpretar la naturaleza de la luz hasta llegar al

conocimiento actual.

El mximo representante fue Apuleyo; haciendo un smil con el sentido del tacto, suponan que elojo palpaba los objetos mediante unafuerza invisible a modo de tentculo, y al explorar los objetos

determinaba sus dimensiones ycolores.

El concepto de rayo de luz emitido por el ojo, que se propagaba en lnea recta hasta alcanzar el

objeto.

Qu es la luz?. Los sabios de todas las pocas han tratado de responder a esta pregunta. Los griegos

suponan que la luz emanaba de los objetos, y era algo as como un "espectro" de los mismos,

extraordinariamente sutil, que al llegar al ojo del observador le permita verlo.

De esta manera los griegos y los egipcios se abocaron a la solucin de estosproblemas sin encontrar

respuestas adecuadas. Posteriormente en Europa del S. XV al XVII, con los avances realizados porlaciencia y la tcnica, surgieron muchosmatemticos yfilsofos que produjeron importantes trabajos

sobre la luz y los fenmenos luminosos.

Newton es el que formula la primerahiptesis sobre la naturaleza de la luz.

2.- OBJETIVOS:

Comprobar experimentalmente la variacin de fuentes luminosas alimentadas AC y DC.

Comprobar experimentalmente que la intensidad de una onda luminosa disminuye con

el cuadrado de la distancia a la fuente luminosa.

Estudiar las imgenes formadas en un espejo plano.

Deducir las leyes de la reflexin de la luz.

Ser capaz de configurar e implementar equipos para toma de datos experimentales

utilizando como herramienta el software Data Studio.

3: FUNDAMENTO TEORICO

3.1NATURALEZA DE LA LUZ

Las bombillas elctricas se alimentan con un voltaje de 50 Hz (0 60 Hz) en algunos pases) de

onda sinusoidal. La amplitud mxima del voltaje, y en consecuencia del brillo, tiene lugar dos

veces por ciclo debido a que la bombilla es excitada cuando se incrementa el voltaje sin

importar la polaridad de este. Una bombilla elctrica tendr una intensidad mxima 10 veces

por segundo (0 120 veces por segundo). Tendr del mismo modo una intensidad mnima 100

veces por segundo (0 120 veces por segundo).
http://www.monografias.com/trabajos4/epistemologia/epistemologia.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos36/naturaleza/naturaleza.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos/epistemologia2/epistemologia2.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos12/eleynewt/eleynewt.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos5/colarq/colarq.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos10/teca/teca.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos15/calidad-serv/calidad-serv.shtml#PLANThttp://www.monografias.com/trabajos10/geogeur/geogeur.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos16/ciencia-y-tecnologia/ciencia-y-tecnologia.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos16/ciencia-y-tecnologia/ciencia-y-tecnologia.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos55/historias-de-matematicos/historias-de-matematicos.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos2/sintefilos/sintefilos.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos14/sirisaac/sirisaac.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos15/hipotesis/hipotesis.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos15/hipotesis/hipotesis.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos14/sirisaac/sirisaac.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos2/sintefilos/sintefilos.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos55/historias-de-matematicos/historias-de-matematicos.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos16/ciencia-y-tecnologia/ciencia-y-tecnologia.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos16/ciencia-y-tecnologia/ciencia-y-tecnologia.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos10/geogeur/geogeur.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos15/calidad-serv/calidad-serv.shtml#PLANThttp://www.monografias.com/trabajos10/teca/teca.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos5/colarq/colarq.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos12/eleynewt/eleynewt.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos/epistemologia2/epistemologia2.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos36/naturaleza/naturaleza.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos4/epistemologia/epistemologia.shtml


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Las luces fluorescentes pardean a una frecuencia particular. La intensidad de la luz procede de

bombillas que tambin fluctan. La intensidad de la luz procedente de bombillas DC no debe

variar.

3.2.-INTENSIADAD LUMINOSA

Cuando una fuente puntual emite luz con una potencia (P) constante y el medio de propagacin

es isotrpico y no absorbente de energa, los frentes de onda son esfricos. De este modo, la

energa por unidad de tiempo (P) se distribuye uniformemente sobre el rea de una superficie

esfrica de radio (r). Por ello, la intensidad de la onda (potencia media por unidad de rea)

resulta ser:

.. (1)

Es decir la intensidad de la luz a una distancia dada r, ser proporcional al cuadrado de su radio

r, la intensidad variar como 1/r2.

Los campos elctricos y gravitatorios tambin son funciones que responde a la ley de la inversa

al cuadrado.

3.3.-REFLEXION

Al cambio de direccin que experimenta la luz al llegar a una superficie pulida se le llama

reflexin.

En casi cada momento de la vida diaria se encuentran experiencias que son consecuencias de

la reflexin de la luz. Usted est leyendo estas lneas gracias a que la luz que se refleja en la

superficie, se observa en un espejo por la luz reflejada sobre l.

El principio o la ley de la reflexin de la luz, se aplica en las experiencias que se acaban de

describir y en muchos otros. La ley de la reflexin se puede ver desde otro punto de vista

diferente que viene del Principio de Fermat que establece que "De todos los posibles caminos

puede tomar la luz para desplazarse, toma siempre aquel que lo lleva a recorrer en el tiempo

ms corto" o dicho de otro modo "La trayectoria real entre dos puntos tomados por su haz de

luz es aquella que es recorrida en el tiempo mnimo".


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3.4.-REFLEXION ESPECULAR

Se produce cuando la luz se refleja sobre una superficie pulida como un espejo, mientras que

cuando la reflexin se produce sobre una superficie rugosa se denomina reflexin difusa. En el

caso particular de la reflexin especular (generalmente cuando se habla de reflexin se hace

referencia a este tipo) se cumple lo que se denomina la ley de reflexin:

i= i ..................... (2)

Que nos indica que el ngulo de incidencia es igual al ngulo de reflexin.

El ndice de refraccin de un medio se define como:

.. (3)

Ya que se sabe que la velocidad de la luz (v) cambia de acuerdo al medio en que atraviese,

as tambin como la longitud de onda () mientras que la frecuencia (f) permanece

constante.

Recordemos que la velocidad de una onda se relaciona con la frecuencia (f) y la longitud

de onda () de acuerdo con la siguiente relacin:

v=f.. (4)

4: MATERIALES Y EQUIPOS DE TRABAJO

Computadora personal con programa Data Studio instalado

Interface USB Link

Sensor de luz

Fuentes luminosas

Espejos

Regla

Alfileres

Papel polar

Tablero de corcho

Agua.


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5: PROCEDIMIENTOS

NATURALEZA DE LUZ

Ingrese al programa Data Studio, haga clic sobre el icono crear experimento yseguidamente reconocer el sensor de luz (luxmetro) insertado a la interface Power

Link. Entre al icono configuracin luego seleccionamos velocidad de muestreo a 1000 Hz.

No es necesario calibrar el sensor de luz, pero si necesitara calibrar la sensibilidad del

sensor seleccinelo en el rango bulb (0 - 260 lux) lo reconocer pues sobre el sensor hay

un botn con la imagen de una bombilla elctrica.

Encienda el fluorescente AC y coloque el sensor de luz a unos cuantos centmetros.

No acercar el sensor al fluorescente, registre las medidas a nivel de la superficie de la

mesa. Comience a grabar los datos por espacio de 20 segundos.

Repita el procedimiento para la bombilla incandescente AC. Y

Para el procedimiento para la bombilla incandescente DC.

5.1.1. Arrastre el icono TRF (Transformada Rpida de Fourier), sobre los datos del

fluorescente AC. Ajuste la presentacin del rango, de modo que pueda verse claramente.

Interprete los resultados. Qu significa el hecho de que se encuentre (o no) un valor de

frecuencia.

fig.1 grafica de la amplitud vs la frecuencia


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Al obtener una frecuencia deducimos que se trata de la utilizacin de corriente alterna

obteniendo una valor de frecuencia de 120Hz adems sabemos que la frecuencia es el numero

de oscilaciones por segundo.

5.1.2. Qu valor registra para la bombilla incandescente AC? Interprete.

Fig.2 grafica de la intensidad luminosa en funcin del tiempo

Como podemos apreciar en el grafico que la bombilla incandescente alimentada por corriente

alterna (CA) el valor que nos entrega no es constante tiene picos positivos y negativos. El valor nos

da desde 1600 a 1730 lux el valor pico a pico es de 130 lux.

5.1.3. Qu valor registra para la bombilla incandescente DC? Interprete.

Como podemos apreciar en el grafico que la bombilla incandescente alimentada por corriente

continua (DC) el valor que nos da es contante 1685.5 lux.


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fig3. Grafica en (DC) I. luminosa vs tiempo

VARIACION DE INTENSIDAD DE LA LUZ

Ingrese al programa Data Studio, haga clic sobre el icono crear experimentoy seguidamentereconocer el sensor de luz (luxmetro) insertado a la interface Power Link.

Realizamos el montaje de la figura 5.1.1. La longitud inicial debe ser de 10 cm. Obsrvese quela linterna debe estar perpendicular a la regla. Cuide adems que la luz del ambiente no incida

sobre su sensor.

Fig. 4 separamos el sensor luminoso de 5 en 5 cm.


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Seleccinelo en el rango (0 - 260 lux) lo reconocer pues sobre el sensor hay un botn con la

imagen de una bombilla elctrica.

Entre al icono configuracin luego seleccione velocidad de muestreo a 50 hz, luego vaya a opciones

y en muestreo manual seleccione conservar valores de datos solo si se solicita. Renombre lamedida a tomar como longitud y las unidades en metros, Seg como lo puede ver en la figura 5.1.2

.Fig. N 5configuracin del sensor luminosa

Posteriormente levante un grfico de intensidad luminosa (lux) vs longitud (metros).Al

empezar la grabacin de los datos aparecer una ventana como podemos apreciar en la grafica y

deber poner el valor de la longitud y as en cada valor que selecciones, el sistema grabar solo

en el momento que se acepte el valor. Para finalizar la grabacin se seleccionar e icono de color

rojo al costado del icono CONSERVAR. Grabe con un paso desde 15 cm 20 , 25, 30 ,35 ,40 , 45, 50,

55, ..cm hasta 1m.


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Fig. N 6 Donde podemos observar los puntos adquiridos.

Una vez obtenido los puntos, lo ajustamos la intensidad luminosa como podemos observar en la

figura.

Fig. N 7 ajuste de la intensidad luminosa


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6.- RESULTADOS OBTENIDOS

6.2.1. Con los datos obtenidos determine la dependencia de la intensidad con la distancia.

Cul ajuste escogera? Por qu?

.

()

.

La dependencia que existe entre la intensidad luminosa y la distancia es que son inversamente

proporcionales, si alejamos el sensor luminoso de la fuente de luz entonces la distancia va

aumentado y a la vez la intensidad luminosa va disminuyendo.

Escogeremos el ajuste inverso de grado n porque la intensidad de la onda luminosa disminuye con

el cuadrado de la distancia a la fuente luminosa.

6.2.2. Anote los valores resultantes del ajuste que escogi.

A (Scale factor) Factor de escala 204000 38000

n(Power) 1.870.071

B(Y offset) -21.017

Mean Square error 194

Root MSE 13.9

6.2.3. Qu es una fuente de luz isotrpica?

Una fuente isotrpica es aquella fuente que emite de manera uniforme la luz y se emite de manerauniforme en todas las direcciones.

REFLEXION DE LA LUZ.

El espejo plano debe sostenerse en posicin vertical con ayuda de la madera y colcalo sobre

una hoja de papel polar. Clava un alfiler que te servir de objeto frente al espejo a 10 cm. El

alfiler debe de estar fuera desalinea normal del origen de coordenadas.


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Este alfiler es visible desde cualquier ngulo, luego podemos decir que la luz es reflejada en

todas direcciones. Un segundo alfiler localizador puede ser usado para definir un rayo de luz

que al chocar con el espejo forma un ngulo particular de incidencia 8; con la normal del espejo.

Mover el eje frente al espejo plano hasta que las imgenes de ambos alfileres en el espejo

coincidan. Luego colocar dos alfileres "localizadores" en la lnea recta que une las imgenes de

los dos alfileres. Los dos nuevos alfileres definirn el ngulo 02 de reflexin correspondiente.

Trazar ambos rayos y la posicin del espejo sobre el papel. La lnea de trazos de la figura 4.2.1

representa el rayo de luz incidente y la lnea continua representa el rayo de luz reflejado. El

ngulo de incidencia 6; se define como el ngulo entre el rayo incidente y la perpendicular a la

superficie reflectante, considerada en el punto d reflexin, esta perpendicular se llama normal.

El ngulo de reflexin 6, es el ngulo entre el rayo reflejado y al normal. Trace en el papel y mida

los ngulos de incidencia y reflexin.

Fig. N 8. Segundo montaje

Quite los alfileres del rayo incidente y clvese en otros lugares cualesquiera del papel. Trace la

lnea de puntos que marque el nuevo rayo incidente y repita el proceso una vez mas midiendo

respectivamente los ngulos iy r.

En otra hoja de papel blanco dibuje una recta NN' a la mitad de la hoja dibujar una flecha grande

tal que como se muestra en la figura 5.2.2 coloca la superficie reflectora sobre la recta NN',

coloque un alfiler en la punta de la saeta.

Con un eje cerca de la esquina inferior derecha del papel coloque una regla de modo que quedealineada con la imagen del alfiler, trace esta lnea con un lpiz, mueva su eje hacia la izquierda


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del papel y marque otra lnea del mismo modo. Quite el espejo y prolongue cada recta

continua hasta NN' y de trazos hasta MM' hasta que se crucen. La interseccin es el lugar

donde parece estar al punto observado de la flecha, este lugar se llama imagen virtual del

punto.

Repita lo anterior para la parte inferior de la flecha. Uniendo con rectas las imgenes

virtuales de los puntos del extremo superior, centro y extremo inferior de la flecha,

construya la imagen virtual de smbolo.

Fig. N 9. Trazo de la flecha

Colocamos ahora dos espejos planos verticalmente formando un ngulo recto, como se ve en la

figura 6.2.3. Ubicamos un alfiler objeto entre ellos, Cuntas imgenes ve?, cambiar el ngulo a

600y 450, ahora Cuntas imgenes ve?

Fig. N 10. Esquema de los espejos.


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6.3.1 Cul es la relacin entre el ngulo de incidencia y el de reflexin para un espejo plano?

En todo espejo plano la relacin del ngulo de incidencia con el ngulo de reflexin es que son del

mismo valor a continuacin la siguiente ecuacin

6.3.2 Cules son los valores de los ngulos de incidencia y reflexin respectivamente?

El ngulo de incidencia es de 300 y el ngulo de reflexin es de 280

Es decir ambos ngulos son tericamente iguales pero en la practica el sentido de la vista puede

hacer que el valor vare un poco.

6.3.3 Compare la distancia de un punto de la flecha, a la superficie reflectora con la distancia de

la imagen correspondiente a la misma superficie reflectora y repita con otros puntos Qu

conclusiones deduce de ello?

La distancia de cualquier punto a la superficie reflectora es la misma debido a que cada punto de la

flecha es obtenido por un ngulo de incidencia cuya proyeccin aparecer en el punto de la zona

virtual del espejo

6.3.4 Indicar sus observaciones que la imagen virtual formada por un espejo plano es idntica

al objeto. De no ser as Cmo describira la diferencia entre ellos?

Sern idnticos en cuanto a tamao y distancia entre los puntos a la superficie reflectora, pero existe

una diferencia en las dos imgenes y es que al igual que cuando nos miramos al espejo vemos

nuestra imagen idntica pero la imagen ser inversa en el sentido de derecha e izquierda eso mismo

pasara con la flecha.

6.3.5 Algunos instrumentos de medicin tiene, espejos~ planos es la escala colocada detrs del

ndice. El observador debe tomar la lectura cuando el ndice esta exactamente sobrepuesta su

imagen en el espejo Por qu con este procedimiento se obtiene lecturas ms precisas?

Porque estos instrumentos estn basados en la ley de reflexin donde se hallan los valores con pura

proyeccin de los ngulos de reflexin, as los valores obtenidos sern mucho ms exactos.

6.3.6 Para el experimento de la formacin de mltiples imgenes, esta cumple con la ecuacin:

Numero fe imgenes = (360 /ngulo entre espacios)-1 Cul es el nmero que usted puede

observar en esta configuracin? A qu ngulo corresponde?


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Para el ngulo de 60 grados obtendremos cinco imgenes esto por medio de la observacin y para el

ngulo de 45 grados obtendremos siete imgenes entonces a medida que tengamos menor ngulo

tendremos mayor numero de imgenes si tendramos un ngulo de 1 grado obtendramos 359

imgenes y si tendramos un ngulo de 120 grados tendramos dos imgenes.

7: OBSERVACIONES

Al momento de ver cuantas imgenes existan cuando los espejos formaban un angula

daba la impresin que en el anugulo de 60 de veian 6 imgenes y en de 45 8 imgenes

este se deba a que la imagen del cetro se proyectaba como dos pero nosotros tenamos

que considerarlo como uno

8: CONCLUSIONES

En este laboratorio en forma prctica vimos propiedades de los rayos reflejados en una

superficie plana, obteniendo como ngulo de incidencia 30 grados y ngulo de reflexin

de 28 grados es decir los valores no son exactamente iguales ya que en la experiencia

pueden haber muchos errores como la posicin del espejo o una visin errnea, tambin

aprendimos a determinar posiciones de objetos reflejados por medio de proyecciones de

los ngulos de reflexin.

Las graficas de intensidad luminosa tanto para un AC y DC son distintas enun Ac existe

frecuencia y por lo tanto su grafica es senoidal en cambio en un DC no existe frecuencia por

tal su grafica no es senoidal

La intensidad luminosa disminuye con el cuadrado de la distancia a la fuente luminosa ,a

medida que aumentbamos la distancia de cinco en cinco centmetros grficamente

obtenamos la disminucin de la intensidad luminosa en 1m obtuvimos 0.148lux.

Mientras menor sea el ngulo entre espejos mayor ser la cantidad de imgenes proyectadas


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9.-BILIOGRAFIA

o Raymond a. Serway sexta edicin

o Fsica mi gran academia

o

Problemas de fisica felix aucallanchio www.fisicanet.com

o www.wikipedia.com
http://www.fisicanet.com/http://www.fisicanet.com/http://www.wikipedia.com/http://www.wikipedia.com/http://www.wikipedia.com/http://www.fisicanet.com/

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