1
Práctica N° 5 Ley De Snell - Informe de
Laboratorio, Óptica y Ondas y Laboratorio
Johann Stiven Ocampo Garcia cód. 58000135
Universidad Católica de Colombia
Resumen: En este trabajo se realizará las mediciones de los
Consideremos dos medios caracterizados por índices deángulos de
incidencia y refracción de la luz en la refracción y separados por
una superficie S. Losinterface con respecto a la normal, utilizando
para ello rayos de luz que atraviesen los dos medios separámetros
geométricos y razones trigonométricas. refractarán en la
superficie variando su dirección deTodo esto con el objeto de
calcular el índice de propagación dependiendo del cociente entre
los índicesrefracción del segundo medio, haciendo uso de la ley de
refracción y .de Snell.
I.
INTRODUCCIÓN
En este laboratorio por medio de la Ley de Snell se van a
identificar los ángulos de incidencia, refracción y reflexión y se
tomaran los datos correspondientes para determinar lo valores
más cercanos que se solicitan en el ejercicio.
III. MARCO TEORICO
En los medios elásticos y homogéneos, las ondas se propagan
en línea recta. Ahora bien, la dirección de desplazamiento de
los movimientos ondulatorios se modifica cuando la onda
llega a la frontera de separación entre dos medios diferentes. En
estos casos se producen los conocidos efectos de reflexión,
refracción y dispersión de ondas.
La refracción es la desviación que sufre un haz de luz cuando
pasa por la interfaz que separa dos medios ópticos. La
refracción es producida por el cambio en la rapidez
experimentada por la onda de luz cuando cambia de medio de
propagación. Este cambio está relacionado con una propiedad
óptica del medio conocida como índice de refracción n, el cual
se define como el cociente entre la rapidez de la luz en el vacío
(C= 3x10^8 m/s) y la rapidez de la luz en un medio material
transparente:
II. OBJETIVOS








𝑛=
Potenciar el trabajo virtual y las competencias
investigativas.
Manejar adecuadamente los instrumentos y
herramientas de laboratorio virtual, para el registro de
datos de magnitudes directas o indirectas con sus
respectivas incertidumbres.
Tabulación, organización, análisis e interpretación de
resultados con el apoyo de relaciones matemáticas,
graficas e indicadores estadísticos.
Identificar cuándo un fenómeno físico debe ser
ajustado a su forma lineal para aplicar el método de
regresión lineal.
Comprobar experimentalmente las propiedades de los
rayos de luz al incidir en una interface.
Establecer la relación entre el ángulo de incidencia y
el ángulo de refracción.
Obtener el índice de refracción de un material por
ajuste lineal de mínimos cuadrados y por el promedio
calculado a partir del modelo teórico.
Determinar experimentalmente el índice de refracción
de diferentes tipos de líquidos dentro de una cubeta de
acrílico.
𝑐
𝑣
(1)
La ley de Snell es una fórmula utilizada para calcular
el ángulo de refracción de la luz al atravesar la
superficie de separación entre dos medios de
propagación de la luz (o cualquier onda
electromagnética) con índice de refracción distinto.
Introdujo varios descubrimientos importantes sobre
el tamaño de la Tierra y realizó mejoras al método
aplicado del cálculo. El nombre proviene de su
descubridor, el matemático neerlandés Willebrord
Snel van Royen.
2




Tabla 1. Resumen resultados agua.
Ilustración 1 Ley de snell.
Fuente: slideshare.net
θ1
θ1
(grados) (radianes)
Los ángulos incidente 𝜃1 , reflejado 𝜃1′ y refractado
𝜃2 se miden respecto a la línea normal a la superficie
de la interface.
La relación entre los ángulos 𝜃1 y𝜃2y los índices de
refracción n1 y n2, está dada por la ley de Snell:
𝑛1 · 𝑠𝑖𝑛𝜃1 = 𝑛2 · 𝑠𝑖𝑛𝜃2
Se apunte la línea de luz roja del láser hacia la
intersección de la línea normal y la interface (centro de
la plantilla), este es el haz incidente. Se deben observar
dos líneas rojas adicionales. Un haz que se refleja en
la interfaz y un haz que ingresa en el material. Estos
corresponden al haz reflejado y refractado
respectivamente.
Se ubica el haz incidente al Ángulo( 𝜃1 ) indicado en
el primer valor de la tabla 1.
Se mide el correspondiente ángulo de refracción( 𝜃2 ).
Se reporta en la tabla 1.
Se repite el procedimiento anterior hasta completar la
tabla 1.
(2)
sinθ1
θ2
(grados)
θ2
(radianes)
sinθ2
n2
10
0,1745
0,1736
7
0,1222
0,1219
1,4213
20
0,3491
0,3420
15
0,2618
0,2588
1,3064
30
0,5236
0,5000
22
0,3840
0,3746
1,3022
40
0,6981
0,6428
29
0,5061
0,4848
1,2700
50
0,8727
0,7660
35
0,6109
0,5736
1,2540
60
1,0472
0,8660
41
0,7156
0,6561
1,2102
n2 Promedio
n1
(Agua)
1,2940
1
IV. METODOLOGÍA








En este informe de laboratorio lo primero que
utilizamos fue el simulador como base.
Con ayuda del simulador se tomarán los registros de
los diferentes datos que sean necesarios.
Registramos los datos en las tablas encontradas en el
informe.
Realizamos las ecuaciones respectivas.
Realizamos el ajuste lineal y expresamos los valores
con sus respectivas incertidumbres.
Para finalizar escribimos todos los resultados
resumidos en las tablas.
Con los datos recolectados se realizará un análisis de
estos resultados con el fin de entender la cubeta de
ondas
V. RESULTADOS



Se realiza los siguientes pasos para la configuración
aire- agua.
Se verifica que el simulador esté con la opción rayo
activa, que el cuadro del material 1 se selecciona aire,
en el segundo cuadro de material no se selecciona
nada.
Una vez configurado de manera adecuada se debe
colocar el láser a los distintos ángulos que indica la
guía y se usa el transportador para medir los ángulos.

Se procede a calcular el error porcentual del índice de
refracción 𝑛2 por método de promedio y se reporta en
la Tabla 2.
Para hallar el error porcentual se usó la siguiente
ecuación:
𝐸𝑟𝑟𝑜𝑟 𝑝𝑜𝑟𝑐𝑒𝑛𝑡𝑢𝑎𝑙 =
|𝑉𝑡𝑒𝑜−𝑉𝑒𝑥𝑝|
𝑉𝑡𝑒𝑜
*100
(3)
Tabla 2. Resumen de resultados por promedio.
Valor experimental n2 por promedio
para agua
Error porcentual por promedio ( % )
1,294026546
2,7047710%

Ahora se calcula el error porcentual del índice de
refracción 𝑛2 por método de ajuste lineal.
3
Ajuste lineal Agua
Ajuste lineal Azucar
0,7000
0,7000
y = 0,764x - 0,0074
R² = 0,9997
0,6000
0,5000
0,5000
0,4000
0,4000
0,3000
0,3000
0,2000
0,2000
0,1000
0,1000
0,0000
0,0000
0,2000
0,4000
0,6000
0,8000
1,0000
Ilustración 2. Ajuste lineal Agua



0,0000
0,0000
0,2000
0,4000
0,6000
0,8000
1,0000
Ilustración 3. Ajuste lineal Teflón
Para hallar n con la pendiente señalada en la ecuación, en la
anterior ilustración se divide:
Tabla 3. Resumen de resultados por ajuste lineal.
Valor experimental n2 por
promedio para agua
1,308900524
y = 0,7192x - 0,0054
R² = 0,9987
0,6000
Error porcentual por ajuste lineal ( % )
𝑛=
1,5864268%
=
Se realiza los pasos anteriores para la configuración
aire-Material X.
El material x encontrado es el Azúcar (disolución al
25%) con un índice de refracción de 1.37
Se Diligencian las tablas.
1
𝑚
(4)
1
= 1.3904
0.7192
Tabla 6. Resumen de resultados por ajuste lineal
Valor experimental n2 por promedio para
Material X
1,390433815
Error porcentual por ajuste lineal
(%)
1,4915194%
Tabla 4. Resumen resultados utilizando sacarosa
θ1
(grados)
15
θ1
(radianes)
0,2618
θ2
(radianes)
0,1745
sinθ2
n2
0,2588
θ2
(grados)
10
25
0,4363
0,1736
1,4829
0,4226
18
0,3142
0,3090
1,3452
35
45
0,6109
0,5736
24
0,4189
0,4067
1,3693
0,7854
0,7071
30
0,5236
0,5
1,3505
55
0,9599
0,8192
36
0,6283
0,5878
1,3037
65
1,1345
0,9063
0,6981
0,6428
1,2982
n2 Promedio
1,3583
n1
(Agua)
n2
Vteorico
sinθ1
40
PREGUNTAS:
a.

1
1,37
Azucar
b.

Error porcentual método promedio
Tabla 5 Resumen de resultados por promedio
Valor experimental n2 por promedio para
Material X
1,3583097


Error porcentual por
promedio ( % )
0,8533066%
Error porcentual método ajuste lineal
c.

¿Cuál de los dos métodos de cálculo en este
laboratorio es más exacto para calcular el índice de
refracción, Promedio o ajuste lineal? Explique su
respuesta.
Cualquiera de los dos métodos puede ser más exacto
ya que para el presente laboratorio el índice de
refracción para el agua fue más exacto por ajuste
lineal, mientras que el índice de refracción para el
Azúcar (disolución al 25%) fue más exacto por
promedio.
¿Cuál es la tendencia de los datos en la gráfica de
𝑠𝑖𝑛(𝜃2 ) en función de 𝑠𝑖𝑛(𝜃1 )¿Está esto de acuerdo
con el modelo teórico?
La tendencia de los datos es de crecimiento, ya que
podemos observar que según la gráfica cada vez que
sin(𝜃1 ) crece a su vez sin(𝜃2 ) también crece. Si estoy
de acuerdo con el modelo teórico pero sin dejar atrás
el resaltar que sin(𝜃2 ) siempre va ser menor que
sin(𝜃1 ).
¿Qué información física brinda la pendiente respecto a
la Ley de Snell?
la pendiente de la recta es una medida de la inclinación
de la recta. Al conocer el valor de la pendiente
podemos conocer que tan inclinada está la recta con
respecto a la horizontal. Es decir, al conocer el valor
4
de la pendiente podemos conocer el ángulo que forma
la recta con la línea horizontal. Debido a esto la
pendiente también es llamada coeficiente angular de la
recta. Se conoce como ángulo de inclinación de la
recta al ángulo (medido en sentido anti horario)
formado por la dirección positiva del eje X y la recta
considerada orientada hacia arriba. La pendiente de
una recta es la tangente trigonométrica del ángulo de
inclinación de la recta.
d.

De acuerdo a sus resultados, ¿en qué medio es mayor
la rapidez del rayo de luz? Y ¿porque?
La rapidez es mayo para el agua ya que según la
formula
𝑐
𝑛=
𝑣
Entonces
𝑐
𝑣=
𝑛
Por lo que mientras menor sea el índice de refracción
mayor será la rapidez.
e.

f.

¿Es posible que los ángulos 𝜃1 y 𝜃2sean iguales?
¿Puede demostrarlo experimentalmente?
Si es posible, Si trazamos las rectas perpendiculares
(denominadas rayos) a los frentes de onda incidente y
reflejado, se concluye, que el ángulo de incidencia θi
formado por el rayo incidente y la normal a la
superficie reflectante, es igual al ángulo de reflexión
θr formado por el rayo reflejado y dicha normal.
¿Por qué los valores obtenidos del índice de refracción
son mayores a la unidad?
La refracción de la luz en la interfaz entre dos medios
con diferentes índices de refracción (n2 > n1). Como
la velocidad de fase es menor en el segundo medio
(v2<v1), el ángulo de refracción θ2 es menor que el
ángulo de incidencia θ1; esto es, el rayo en el medio
de índice mayor es cercano al vector normal.
VI. CONCLUSIONES




Por medio de mediciones de tiempo, formulas,
organización de datos en tablas y gráficas, se obtuvo
que, para el índice de refracción para el agua por
promedio fue de 1.2940 y por ajuste lineal fue de
1.3089 con un error porcentual de 2.70% por promedio
y 1.58 por ajuste lineal.
Para el índice de refracción para el Azúcar (disolución
al 25%) por promedio fue de 1.3583 y por ajuste lineal
fue de 1.3904 con un error porcentual de 0.85% por
promedio y 1.49 por ajuste lineal.
En esta práctica de laboratorio aprendimos cómo
deducir índices de refracción, definirlos de forma
analítica y hacer una comparación con los datos
obtenidos experimentalmente.
Se concluye que mientras menor sea el índice de
refracción mayor será la rapidez.
VII. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
Ejercicio extraído del texto “Ópticas Ondas y Laboratorio” de la
Universidad Católica de Colombia
[2] simulación del sitio web, https://phet.colorado.edu/sims/html/waveinterference/latest/wave-interference_es.html
[3]
vaxasoftware.com, «Tabla de índices de refracción,» [En línea].
Available: http://www.vaxasoftware.com/doc_edu/fis/inrefraccion.pdf.
[4]
slideshare,
Noviembre
2013.
[En
línea].
Available:
https://es.slideshare.net/sergiohugoc/8-ley-de-snell.
[1]