Contenido
- Hacer un prisma hueco a partir de portaobjetos de microscopio
- Medir el índice de refracción del agua azucarada
- Advertencias
Cuando los rayos de luz pasan del aire al agua, se doblan, porque el índice de refracción del aire es diferente del índice de refracción del agua. En otras palabras, los rayos de luz viajan a una velocidad diferente en el aire que en el agua. La ley de Snells describe este fenómeno, proporcionando una relación matemática entre el ángulo de incidencia de los rayos de luz en relación con una línea perpendicular que atraviesa el agua, los índices de refracción de ambos materiales a través de los cuales viaja la luz y el ángulo de refracción en el que la luz viaja a través del agua. .
Cuanto mayor es el índice de refracción, más se dobla la luz. El agua azucarada es más densa que el agua simple, por lo que el agua azucarada tiene un índice de refracción más alto que el agua corriente. Aquí, usaremos la física de la refracción para medir el contenido de azúcar del agua.
Hacer un prisma hueco a partir de portaobjetos de microscopio
Use epoxi para unir los bordes de cuatro portaobjetos de microscopio para hacer un prisma rectangular.
Coloque el prisma encima de un quinto portaobjetos de microscopio rectangular y pegue el prisma al portaobjetos con epoxi.
Permita que el epoxy fragüe durante la noche.
Medir el índice de refracción del agua azucarada
Preparado para la experimentación. Cubra una pared con papel para hacer marcas. Configure el puntero láser para que su haz sea perpendicular a la pared. Fije el puntero láser en su lugar y verifíquelo periódicamente para asegurarse de que su rayo golpea constantemente el mismo punto cuando pasa por el aire.
Apunte el rayo láser perpendicularmente a través del prisma cuando esté vacío. Cuando el prisma está vacío, el rayo no debe desviarse. Marque el lugar donde el rayo láser incide en la pared. Coloque un trozo de papel debajo del láser y marque el punto en el que el rayo ingresó al prisma (los dos puntos, juntos, deben formar una línea recta).
Llena el prisma con líquido. Apunte el rayo láser a través del prisma lleno de líquido. El rayo golpeará la pared a cierta distancia de la marca original. Marcar la viga. Mida la distancia entre estos dos puntos, distancia A. Mida la distancia desde el prisma hasta la pared, distancia B.
Con las dos distancias que midió en el Paso 3, puede calcular el ángulo en el que el rayo golpea la pared; en otras palabras, su ángulo de refracción después de pasar a través del prisma. Calcule este ángulo encontrando la tangente inversa de (distancia A dividida por la distancia B).
Use la ley de Snells, junto con el ángulo que calculó en el Paso 4, para determinar el índice de refracción de su líquido. Según la ley de Snells, el índice relativo de refracción de dos materiales, o n2 / n1 (n2 = índice de refracción del segundo material, n1 = índice de refracción del primer material) es igual al seno del ángulo de incidencia, dividido por el seno del ángulo de refracción. Está apuntando su puntero láser perpendicular al prisma, por lo que su ángulo de incidencia es 90. Calculó su ángulo de refracción en el Paso 4. Y finalmente, el índice de refracción del aire (n1) es 1,0003.
Cree 1 por ciento, 5 por ciento, 10 por ciento y 50 por ciento de soluciones de azúcar. Repita los pasos del 3 al 5 para determinar sus índices de refracción. Grafica la concentración de azúcar versus el ángulo de refracción. Compare sus índices de refracción para concentraciones conocidas con el índice de refracción que calculó en el Paso 5. Estime la concentración de azúcar para su solución desconocida.