MANUAL DE PRÁCTICAS FÍSICA - Página de CECYTE Coahuila

Práctica 50
REFRACCION EN UN PRISMA
Objetivo:
Estudiar cómo se refracta la luz en un prisma.
Determinar el ángulo total de refracción δ en un prisma, en función del ángulo de incidencia de la luz.
Material:
Caja luminosa, halógena, 12V/20W
con 3 diafragmas de cierre hermético
con 1 diafragma, 1/2 rendijas
Cuerpo óptico, trapezoidal
Cuerpo óptico, ángulo recto
Disco óptico
Fuente de alimentación
Papel blanco DIN A4
Transportador
Introducción:
En óptica, un prisma es un objeto capaz de, refractar, reflejar y descomponer la luz en los colores del arco iris. Generalmente,
estos objetos tienen la forma de un prisma triangular, de ahí su nombre.
De acuerdo con la ley de Snell, cuando la luz pasa del aire al vidrio del prisma disminuye su velocidad, desviando su trayectoria y
formando un ángulo con respecto a la interfase. Como consecuencia, se refleja o se refracta la luz. El ángulo de incidencia del haz
de luz y los índices de refracción del prisma y el aire determinan la cantidad de luz que será reflejada, la cantidad que será
refractada o si sucederá exclusivamente alguna de las dos cosas.
Los prismas reflectivos son los que únicamente reflejan la luz, como son más fáciles de elaborar que los espejos, se utilizan en
instrumentos ópticos como los prismáticos, los monoculares y otros.
Los prismas dispersivos son usados para descomponer la luz en el espectro del arcoiris, porque el índice de refracción depende de
la frecuencia (ver dispersión); la luz blanca entrando al prisma es una mezcla de diferentes frecuencias y cada una se desvía de
manera diferente. La luz azul es disminuida a menor velocidad que la luz roja.
Los prismas polarizantes separan cada haz de luz en componentes de variante polarización.
Isaac Newton, al igual que sus contemporáneos científicos, pensaba que los prismas separaban los colores fuera de la luz incolora.
Cuando hizo pasar cada color a través de un segundo prisma, descubrió que seguían iguales y fue el primero en descubrir que los
prismas separan los colores de la luz. También usó una lente y un segundo prisma para volver a unir los colores separados en luz
blanca.
Desarrollo experimental:
Atención
Cuida que el haz estrecho procedente de la caja luminosa (figura 1) incida siempre sobre el cuerpo óptico exactamente en el centro
del disco óptico (pie de la normal), y que el cuerpo no se mueva cuando se desplaza la caja.
Experimento 1
Refracción de la luz en un prisma
1) Traza dos líneas perpendiculares en la hoja de papel. Al punto de intersección lo llamamos M.
2) Haz una marca en la línea horizontal, 3 cm. a la derecha de M.
3) Lleva al punto M un ángulo de 30º, y traza una línea auxiliar (figura 1).
4) Coloca el cuerpo trapezoidal sobre la línea vertical, como se ve en la figura 1.
5) Conecta la caja luminosa a la fuente de alimentación (12 V).
6) Coloca la caja luminosa de forma que el haz de luz estrecho incida sobre el cuerpo óptico con un ángulo de 30° (figura 1).
7) Observa la trayectoria del haz estrecho dentro y fuera del cuerpo óptico. Anota lo que observes.
8) Marca con pares de cruces el haz de luz incidente, y el centro del haz refractado.
9) Marca en el papel el contorno del cuerpo óptico.
10) Levanta un trozo del papel, ligeramente oblicuo, introduciéndolo en la trayectoria del haz refractado, y describe lo que
observes.
11) Desconecta la fuente de alimentación y quita el cuerpo óptico del papel.
12) Une las marcas, para que se pueda ver la trayectoria del haz de luz antes, después y también en el interior del prisma.
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