fisica 3 lab 1

UNIVERSIDAD DE ATACAMA

UNIVERSIDAD DE ATACAMA

Facultad de Ciencias Naturales

Facultad de Ciencias Naturales

Departamento de Física

Departamento de Física

INFORME DE LABORATORIO

INFORME DE LABORATORIO

“Espejos Planos y Esféricos”

“Espejos Planos y Esféricos”

Asignatura: Física III

Asignatura: Física III

Profe

Profesor:

sor: Américo Cuchillo Flórez

Américo Cuchillo Flórez

Integrantes:

Integrantes: _Gabriel

_Gabriel Olivares

Olivares

 _ bfvm

 _ bfvm

 _hvsv

 _hvsv

Gru!o: "unes A

Gru!o: "unes A

Fecha "A#$: %&'()'%(*%

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Fecha entrega: '()'%(*%

Fecha entrega: '()'%(*%

INTRODUCCION.

Como sabemos, la luz perceptible no es más que una pequeña porción del espectro electromagnético. Aunque, según la Teoría Corpuscular propuesta por Isaac e!ton, según la cual la luz consiste en un "lu#o de partículas luminosas $corpúsculos%, que e&plican su propagación rectilínea en un medio 'omogéneo, cuando la luz incide sobre un cuerpo, este la de(uel(e al medio dependiendo de las características propias de éste ) de las ambientales, ) este "enómeno es denominado re"le&ión la cual inter"iere en las super"icies opacas ) gracias a este "enómeno podemos (er las cosas que se encuentran a nuestro alrededor.

*ntonces la le) de la re"le&ión nos e&plica dos cosas las cuales son de gran importancia para nuestro e&perimento que debemos conocer, cuando la super"icie re"lectante es mu) lisa, ocurre una re"le&ión de luz llamada especular o regular. +ara este caso tenemos lo siguiente

 *l ra)o incidente, el ra)o re"le#ado ) la recta normal, deben estar en el

mismo plano $mismo medio%, con respecto a la super"icie de re"le&ión en el punto de incidencia.

 *l ángulo "ormado entre el ra)o incidente ) la recta normal es igual al

ángulo que e&iste entre el ra)o re"le#ado ) la recta normal.

θi = θr

*ntonces como resultado de esta le) podemos comprobar que en cualquier espe#o plano su imagen es (irtual $no es in(ertida% ) en e"ecto la distancia del ob#eto $s% ) la distancia de la imagen $-s% son iguales, algo seme#ante ocurrirá con los espe#os es"éricos donde la "ormación de la imagen cumplirá con la ecuación de descartes ) de la cual obtendremos una imagen real e in(ertida si $s% tiene una distancia de imagen de (alor positi(o ) en otro caso obtendremos una imagen (irtual ) derec'a si $s% tiene una distancia negati(a.

*n consecuencia (eremos el resultado e&perimental a lo largo de este in"orme en el cual logramos probar la le) e&plicada anteriormente ) en la cual logramos obtener la "ormación de imágenes tanto en espe#os es"éricos como en espe#os planos.

DESARROLLO EXPERIMENTAL DE ESPEJOS PLANOS Y ESFERICOS. OBJETIVOS:

- /eri"icar la le) de 0e"le&ión en los espe#os planos

- /eri"icar la teoría de la "ormación de imágenes en espe#os planos. - /eri"icar la teoría de la "ormación de imágenes en espe#os es"éricos.

ACTIVIDAD EXPERIMENTAL PARA ESPEJOS PLANOS

*s este e&perimento (eri"icaremos la le) de la re"le&ión en los espe#os planos ) la teoría de la "ormación de imágenes tanto reales como (irtuales.

MATERIALES

1 *spe#o plano 1 2oque de madera

1 3o#a de papel de tamaño o"icio 4 Al"ileres

1 Tabla plana blanda 1 0egla

1 Transportador

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

Colocar una 'o#a de papel sobre una tabla blanda. Trace una recta por el centro ) paralela al borde de la 'o#a, $(ertical% en la mitad de la recta, trace una perpendicular a ella desde un borde de la 'o#a a otro $'orizontal%.

5u#ete un espe#o en posición (ertical a un bloque de madera. Coloque el espe#o ) el bloque sobre la 'o#a de papel, con el borde in"erior del espe#o sobre la recta que se trazó por el centro de la 'o#a. Cla(e un al"iler en posición (ertical en la 'o#a, de modo que se a"irme en la tabla que está deba#o de ella, ) sobre la recta (ertical, a unos 6 centímetros "rente al espe#o.

*l al"iler representa el espe#o $7% cu)a imagen $I% "ormada detrás de espe#o se desea localizar.

Cla(e sobre la 'o#a otro al"iler, A, a la derec'a del al"iler ob#eto 7 ) "rente al espe#o. Con un o#o a ni(el de la super"icie del papel, mire por la base del al"iler A, mo(iendo la cabeza a la izquierda o a la derec'a 'asta que el al"iler A parezca la imagen $I% del al"iler 7 que se (e en el espe#o. 8antenga la cabeza en la misma posición 'asta que se "i#e otro al"iler C, en la línea recta que une A con I.

9e la misma manera, coloque en línea los al"ileres 2, 9 ) *, a la izquierda de 7, de tan manera que estos ) la imagen I queden en línea recta. 0etire el espe#o ) los al"ileres. Trace las rectas por los ori"icios de#ados por los al"ileres A ) C, : ) *, 2 ) 9 'asta la línea del espe#o ) prolónguenlas 'asta que

se intercepten $la prolongación de estas rectas debe trazarse con línea punteada% la intersección de las líneas punteadas muestra la ubicación de la imagen I del al"iler colocado en 7.

;na con rectas el ori"icio del al"iler 7 con los puntos en que la línea del espe#o corta a las rectas ACI, 29I ) :*I respecti(amente, como se muestra en la "igura <. =as rectas que parten de 7 representan ra)os de luz que se

originan en 7. =os trazos 0>C, 09 ) 0* representan las direcciones en que estos ra)os luminosos son re"le#ados por el espe#o.

?bser(e que los ra)os de luz re"le#ados aparentan pro(enir de la imagen I, pero que en realidad (ienen del ob#eto 7. *n otras palabras, el o#o del

obser(ador interpreta los ra)os re"le#ados como tu(ieran su origen en el punto I, en el otro lado del espe#o. +or lo tanto, se dice que la imagen está detrás del

espe#o. *n tal caso, la imagen es una IMAGEN VIRTUAL.

Con el ob#eto de 'acer mediciones para determinar el cumplimiento de la =e) de la 0e"le&ión, se traza la normal, una perpendicular a la línea del espe#o en los puntos donde se re"le#a cada ra)o de luz, esto es, 0, 0>, ) 0>>. *l ángulo "ormado por la normal ) el ra)o que incide en el espe#o es el ángulo de incidencia. *l ángulo "ormado por la normal ) el ra)o re"le#ado es el ángulo de re"le&ión. 8ida estos ángulos, así como la distancia del ob#eto al espe#o ) la distancia del espe#o a la imagen. Identi"ique esos ángulos ) distancia en el diagrama ) tabule los (alores.

TABLA I

.

Rect Ɵi Ɵr Err!r S S" Err!r C.O.O C.O.I Rect AC <@.6 <@ <B 6 cm. 6.76 cm. 1B 16. cm 16.4cm

Rect DB _{<D.6 < 1.B 6 cm. 6.76 cm. 1B 1D. cm 1D.4cm}

A#$%i&i& 'e 't!&

- *n el diagrama, trace la tra)ectoria de cada uno de los 'aces de luz.

- /eri"ique en cada caso la =e) de la 0e"le&ión, midiendo ) comparando los

ángulos ɵ_i ) ɵ_r para cada 'az de luz.

- /eri"ique la concurrencia de la prolongación de los tres ra)os luminosos

re"le#ados en el punto imagen.

- 8ida las distancias imagen ) ob#eto ) (eri"ique si son iguales o distintas.

Eusti"ique.

- 8ida el camino óptico de cada uno de los 'aces de luz. Compruebe la

Experimento de Espejos Esféricos

Materiales a sar!

" Bancos #pticos

$ Mesa Porta pris%as

$ Espejo Esférico

$ Pantalla Transl&ci'a

( )inetillos

$ Pie 'e %etro

$ *inc+a 'e %e'ir 

$ Fente L%inosa

$, Monte el -anco .ptico/ con la pantalla/ la fente l%inosa y fije el espejo esférico a n

e0tre%o 'el riel/ 'on'e co%ien1a la n%eraci.n/2en ese or'en,3

", Deter%ine el centro 'e cr4atra 'el espejo3 Para ello -i5e/ con la pantalla translci'a/

la i%a6en 'a'a por el o-jeto l%inoso3 Me4a la pantalla translci'a 5e tiene la i%a6en

'e %o'o 5e esta se 4ea n7ti'a3 Me4a si%lt8nea%ente el o-jeto y la pantalla %antenien'o

la i%a6en n7ti'a/ 'e %o'o 'e encontrar la posici.n 'on'e a%-os/ o-jeto e i%a6en/ se

encentran so-re el riel .ptico 29 : 9;,3este pnto correspon'e e0acta%ente al centro 'e

cr4atra 'el espejo/ y la 'istancia 'es'e el espejo a este pnto/ correspon'e al ra'io R 'el

espejo esférico3 La %ita' 'e esta 'istancia correspon'e a la 'istancia focal “f” 'el espejo3

Radio del espejo

! <= c%

"< c%3

! >3? %%

(, Mi'a el ta%a@o “y” 'el o-jeto3

Tamaño del objeto

! < c%3

Mi'a la 'istancia 'es'e el espejo +asta 'on'e se for%a la i%a6en 2s;, y el ta%a@o 'e esta

2y;, can'o el o-jeto se encentra en las si6ientes posiciones!

a, Entre el foco y el 4értice 'el espejo3

 -, En el foco3

c, Entre el foco y el centro 'e cr4atra

', 9o-re el centro 'e cr4atra3

TABLA II  !cm" #!cm" M$ %s&'s (# medida ima)en !cm" M $ *#'* +aso a

$?

I%a6en 4irtal

M$

A%enta'a

%$

"<

<("

$=

?>

$"3?

(?

=

"3""

C

"3"?

<=

<=

$

<

$

>

<$

>3=

"3?

>3"?

3De la ta-la III

a"

 Deter%ine el 4alor pro%e'io 'e f/ la 'es4iaci.n est8n'ar n y el error

f GEste 4alor 'e

f es el %is%o o-teni'o en el pnto "H G8l es la %8s cre7-le y por 5éH

b"

 Deter%ine el 4alor pro%e'io 'e R/ la 'es4iaci.n est8n'ar n y el error

R G Este 4alor 

=, Jrafi5e 9 4Ks 9;

ee caso es asi la ta-la 05 parece esta n al re4es los 'atos

co%para'o con el 6rafico y si esta -eno 5; asi 05 en este no se ponen ecaciones333

+ ,cm- +.,cm-)( *%/ )) 0012 )2 3212 )0 &3 /* &( /2 2% 2% /& 22 /% 20 /*12 &% )0 3( )& 0( )/12 4/ )%12 **( )(12 *%( )( */( %012

C3

a, Jrafi5e : $K9 4erss :$K9

aca ,an las ec-aciones en el )rafico falta la tabla

b".%

Ajste la recta 5e reslta en el 6r8fico C3a Por el %éto'o 'e los %7ni%os ca'ra'os

2%%c,

2y:%0  -,3

Tér%ino li-re! >3<>C

c".%

o%pare la ecaci.n 'a'a por el MM con la ecaci.n 'e Descartes GE0iste al6na

relaci.n entre ellasH GTiene al6na si6nifica'o la pen'ienteH G el tér%ino li-reH G la

intersecci.n 'e la recta 'e los MM con los ejes cartesianosH

La relaci.n 5e e0iste entre la Ecaci.n 'e Descartes y la Ecaci.n 'a'a por MM

es 5e las 'os 'an na recta/ .sea a%-as son e5i4alentes/ y se co%pre-a a continaci.n!

$K9  $K9; : $Kf 2Ecaci.n 'e Descartes,

y : %0  - 2con 0 : $K9, 2Ecaci.n 'e MM,

o%o y : $K9 Q 0 : $K9/ entonces 'espejan'o la f.r%la 'e la Ecaci.n 'e Descartes nos

'a lo si6iente!

 - : $Kf 

La pen'iente in'ica 5e al a%entar la 'istancia 'el o-jeto 29,/ la 'istancia 'e la i%a6en

29;, 4a 'is%inyen'o/ o sea a%-as son in4ersa%ente proporcionales3

El tér%ino li-re 'e la Ecaci.n 'e MM - correspon'e a f$/ y se co%pre-a a

continaci.n!

9ien'o y : >/>>$=0  >3<>C2Ecaci.n 'e MM,

o%o - : f$ / entonces!

 - : >3<>C $ : "(3<$ c%  " : <3=$ c% 2Ra'io,

o%o f e0peri%ental fe 'e "(3? c% y - fe "(3<$ c% son si%ilares/ entonces

se co%pre-a la i6al'a' afir%a'a

3

o%pare los 4alores 'e R encontra'os en los pntos "/ ? y C3 G8l esti%a 5e es el

4er'a'eroH )stifi5e3

R 

en el pnto "

: < c%

 en el

pnto ?

: <3=$ c%

en el pnto C

: <3>$ c%

El 4alor

 entre los tres 4alores 'e

 es el o-teni'o en el pnto

 ya 5e se aplic.

MM a los $= 4alores o-teni'os con las 'istintas 'istancias 'el o-jeto 29,/ lo cal +ace 5e

ese 'ato sea %8s representati4o 5e los otros 'os restantes3

o%pare los 4alores 'e f encontra'os en los pntos B/ E y *3 G8l es el 4er'a'eroH

f

en

el

pnto

"

: "(3? c%3

en el pnto E

: "(3<? c%3

en el pnto *

: "(3<$ c%

El 4alor

 entre los tres 4alores 'e

 es el o-teni'o en el pnto

 ya 5e al i6al

co%o se 'ijo anterior%ente/ a los $= 4alores o-teni'os 'e las 'istintas %e'iciones se les

aplic. MM/ el cal 'io na ecaci.n/ 'e 'on'e se p'o calclar y 'espejar

 a partir 'el

$", Jrafi5e 99 4Ks 9

+01+L2I01E.

•

El espejo plano es no 'e los espejos %8s sencillos en el cal se c%plen na serie

'e caracter7sticas! La i%a6en en estos espejos sie%pre ser8 4irtal/ sin a%ento y

'erec+a/ la i%a6en esta tan atr8s 'el espejo co%o el o-jeto esta 'elante 'e él y esta

'erec+a3

•

9e 4erifico e0peri%ental%ente la ley 'e la refle0i.n3

•

La l1 se propa6a sie%pre en l7nea recta a no ser 5e el %e'io ca%-ie o al6o la

'es47e3

•

Los rayos 'e l1 pe'en to%ar 'istintas 'irecciones 'epen'ien'o 'e la sperficie

con 5e c+o5en/ si esta fera lisa ser7a na refle0i.n especlar y si fera r6osa

refle0i.n 'ifsa3

•

En n espejo esférico la for%aci.n 'e la i%a6en 'epen'er8 'e 'on'e se -i5e el

o-jeto p'ién'ose clasificar en i%86enes 4irtales/ reales/ in4erti'as o en el

infinito3