Trabajo 3: Análisis experimental de las ecuaciones de Fresnel

Créditos de la imagen: Scietech

Ya puedes consultar tu documento de actividades sobre Ecuaciones de Fresnel. Recuerda leerlo antes de comenzar el laboratorio.

Además, vamos a obtener el indice de refracción de un sólido por método de Brewster:




Más aún, mediremos para comprobar este índice de refracción obteniendo las intensidades de los haces polarizados reflejados con polarizacion paralela P y perpendicular S, incidiendo en la muestra a un ángulo de 45 grados. Sea



el índice de refracción es:



Esto de acuerdo don el articulo: "A simple method for the measurement of the refractive index of a transparent solid", de T E Jenkins, I L Morris, y S R Goodes. Physics Education 27 (1), art. no. 009, pp. 27-31 (1992).

Resumen de Actividades, Sesión 9: Prueba de la navaja de Foucault.

En esta sesión tratamos de analizar la prueba de la navaja de Foucault, y la técnica Schlieren. Existen varias aproximaciones para realizar este experimento, en nuestro caso utilizamos una lampara de luz blanca con la cual luminamos un volumen de aire y regulamos la salida de la luz con un diafragma, la luz incidió sobre un espejo esférico, el cual fue utilizado para formar una imagen de la fuente luminosa sobre el filo de una navaja, que fue situada en el foco. A continuación se colocó una pantalla para captar la imagen real.

En nuestro caso,  utilizamos la flama de una vela. Debido a que la flama provocaba un aumento en

la temperatura del aire, cambiaba el índice de refracción del medio y esto permitió visualizar

cualitativa inhomogeneidades ópticas en este medio transparente; además que se conseguía aumentar el tamaño de la imagen tres veces su tamaño original.

Por cierto, en la siguiente sesión de laboratorio trabajaremos el tema de las ecuaciones de Fresnel, por lo cual hay que estudiarlas antes de que comience la clase. Además, recuerden su actividad en el blog, también se toma en cuenta en la calificación del laboratorio. Por ejemplo, pueden enviar sus imágenes para ilustrar este blog.

Por cierto,  la palabra Schlieren no es un apellido; en alemán, significa golpe. En alemán los todos los sustantivos se escriben en mayúsculas. 

Gracias a Santiago por su resumen de actividades.

Resumen de Actividades, Sesión 8: Construcción de un telescopio y un microscopio

Chorrito de agua como guia de onda de
un haz láser

1. Se completaron las 10 mediciones para obtener la distancai focal y la amplificación transversal de la lente.  Se usaron dos lentes: una positiva y otra negativa. De hecho, se obtuvieron imágenes reales proyectadas en una pantalla, de modo que se podía localizar las imágenes y medir su distancia relativa a las lentes. 

2. Se montó el experimento de un chorro de agua como guía de onda. Se dispuso de una fuente de luz (láser de color verde), se colocó a una distancia aproximada de 1.5 m un contenedor cilíndrico de agua que posee un orificio circular cubierto de vidrio por donde inciden los rayos del láser y por el otro lado una llave que se abre que al dirigir correctamente el láser el agua comienza a salir en forma parabólica. Se muestran las imágenes

Acercamiento del chorrito de agua como guía de onda de
un haz láser

Resumen de Actividades, Sesión 6-7: investigación de las propiedades de las lentes delgadas

1.-Obtener f de una lente positiva.

Proyectamos luz a través de una lente y la hicimos incidir sobre una pantalla. Ajustando la distancia de la lente buscamos una imagen nítida de la resistencia generadora de luz. Tomamos lectura de la distancia y la comparamos con la distancia focal marcada en la lente.

2.-Verificar fórmula de lentes delgadas

Ahora usamos una transparencia y la proyectamos a través de la lente positiva sobre una pantalla. Buscamos una imagen clara en la pantalla, llamada imagen real, y registramos las distancias S_0 y S_i. También registramos las medidas de la imagen proyectada en la pantalla. Variando las distancias lente-objeto-pantalla hicimos varias combinaciones para encontrar imágenes nítidas de diferentes tamaños y registramos 10 lecturas diferentes. Con estos datos se pretende buscar la relación entre las distancias y también verificar la fórmula expuesta en clase.

3.-Obtener f de lente negativa.

Buscar la f de una lente negativa no es tan fácil porque no puede proyectarse en una pantalla la imagen real del objeto, ya que la lente diverge los haces de luz. Para encontrar esta f montamos un sistema similar al anterior,  pero ahora nos auxiliamos de una lente positiva colocandola para proyectar una imagen real en la pantalla, como si proyectaramos la imagen virtual de la lente negativa. La distancia y las dimenciones de la imagen virtual no se pueden medir pero tomando la distancia de la lente positiva con respecto a la pantalla, su distancia focal y la distancia del objeto a la lente negativa podemos usar la ecuacion de Gauss y encontrar la f que buscamos.

Nos vemos en la próxima sesión...donde realizaremos instrumentos ópticos.

Estudiante: Guillermo Torres Coraza

Código matlab: desplazamiento de un haz en función del ángulo

Para su reporte,  pueden usar este código que reproduce las curvas de desplazamiento del haz en una ventana, en función del ángulo. 

%% Script para graficar tres curvas relacionadas con la desviacion de un haz
%% de luz al atrevesar una placa transparente, en fucion del ángulo de
%% incidencia

clc % limpia la pantalla
clear % limpia la memoria temporarl
close all % cierra todas las ventanas de figuras

theta =0:0.01:pi/2; % vector que contiene los grados en radianes
thetas = theta*90*2/pi; % vector en grados: desde cero hasta 90 grados, para
% graficar se entiende mejor
h = 1; % espesor unitario
N =1.3; % indice de refraccion de la primera muestra imaginaria
d = h*sin(theta).*(1 - (cos(theta)./(sqrt(N^2 - (sin(theta)).^2)) ));
%calculo de desplazamiento
plot(thetas, d*100, 'b'); % graficando, multiplico por 100 para tener
% una referencia porcentual, creo que se
% entiende mejor
hold on

N =2;
d = h*sin(theta).*(1 - (cos(theta)./(sqrt(N^2 - (sin(theta)).^2)) ));
plot(thetas, d*100, 'r');

N =4;
d = h*sin(theta).*(1 - (cos(theta)./(sqrt(N^2 - (sin(theta)).^2)) ));
plot(thetas, d*100, 'k');

hold off

% fin del guion matlab