Para este experimento necesitaremos:
Gel para el cabello (translúcido o transparente)
Zócalo recto
Una base inclinada con transportador acoplable, circular (o conjunto similar para arriba)
Fuente de luz
Máscara de rendija
Panel de corte
Plato semi circular (imagen que se muestra es con la muestra)
Explicación de los principios:
La razón por la que se utilizó una simple fuente de luz blanca es porque el gel de pelo en nuestro experimento fue la luz azul, que indica que la longitud de onda azul sería la única luz pase a través de nuestro medio y no tenemos acceso a la luz azul. Además, no era una sola línea recta, rayo, pero un rayo largo y estrecho para que pueda determinar con facilidad el ángulo de incidencia al mismo tiempo, la luz pasa a través del material. Un plato semicircular fue elegido como la forma de la nave para el gel de pelo debido a las propiedades ópticas que proporcionaría. En primer lugar, tenía una ventaja clara y recta que podría golpear el haz de luz, lo que es fácil de controlar el ángulo de incidencia. Entonces, después de pasar por el gel para el cabello, la luz sería salir siempre perpendicular la superficie del plástico, basado en las leyes de la geometría, que significa que la luz no refractarse al salir, lo que permite fácilmente medir el ángulo de refracción.
Ley de Snell nos dice que n1sini = n2sinr. Aquí, sabemos que n1 = 1 porque es aire, y sabemos que el ángulo de incidencia y el ángulo de refracción (y rrespectively) basado en las mediciones realizadas durante el experimento. Por lo tanto, es un asunto fácil para encontrar el índice de refracción del gel para el cabello usando los datos y la línea de tendencia de los datos.
El índice de refracción también es dado por la ecuación n = c/v, donde c es la velocidad de la luz (2.99792458 x 108 m/s, o para nuestros propósitos, 3 x 108 m/s) y v es la velocidad de la luz en el material. Así, utilizando el índice de refracción calculado, podemos encontrar la velocidad de la luz en el material por la ecuación v = (3 x 108 m/s) / n.
Resultados:
Índice de refracción: n = 1,36
Velocidad de la luz = 220,588,235 m/s
Lo anterior se crearon utilizando la pendiente de la línea de tendencia del Excel (basado en todos los datos que reunimos) para el índice de refracción.
Ejemplo de cálculo del índice de refracción:
n = sini/sinr
n = sin(30)/sin(22)
n =.5/.374607 = 1.33
Muestra de cálculo de la velocidad de la luz:
v = c/n
v = (3 x 108 m/s)/1.33
v = 225,563,910 m/s
Conclusión
Este experimento puede tener dos fuentes de error. El primer caso puede provenir de las burbujas de aire que quedaron atrapadas en el gel de pelo debido a su alta viscosidad. La luz que pasa a través del gel para el cabello podría también han aprobado a través de estas burbujas, que pueden haber causado cierta flexión de la luz. Por lo tanto, sería beneficioso que la próxima vez, todas las burbujas de aire se pueden retirar antes de la experimentación, aunque esto puede ser difícil debido a la naturaleza altamente viscosa del gel para el cabello. Además, parece que no toda la luz refractada en los mismos puntos, puesto que a veces, el rayo de luz fue dispersada en varios ángulos, el más alto fue medido. Esto fue probablemente debido a las burbujas de aire en el gel de pelo, que otra vez, se debe retirar antes de la experimentación.
Sin embargo, este experimento hizo un general buen trabajo en ayudar a explorar métodos para calcular el índice de refracción de un material. Él ayudó a reforzar la información sobre la refracción en un medio y cómo la luz se comporta. Mientras había margen de mejora en el diseño del proyecto, lo hizo bien para lo que era.
