Daniel Abdón Varela Muñoz - Guía para prácticas experimentales de física

Varela Muñoz, Daniel Abdón

Guía para prácticas experimentales de física : óptica geométrica y óptica física / Daniel Abdón Varela Muñoz, Álvaro Mauricio Bustamante Lozano, Carlos Arturo Jiménez Orjuela – Primera edición. – Bogotá : Ediciones Unisalle, 2022.

98 páginas : fotografías, gráficas ; 23 cm.

Incluye referencias bibliográficas

Incluye anexos

ISBN 978-628-7510-21-0 (impreso)

ISBN 978-628-7510-22-7 (PDF)

ISBN 978-628-7510-23-4 (ePub)

1. Óptica física 2. Óptica – Mediciones 3. Óptica – Guías, manuales, etc. I. Bustamante Lozano, Álvaro Mauricio II. Jiménez Orjuela, Carlos Arturo III. Título

CDD: 617.7 ed.22

CEP-Universidad de La Salle. Dirección de Bibliotecas

ISBN (impreso): 978-628-7510-21-0

ISBN (ePub): 978-628-7510-23-4

ISBN (PDF): 978-628-7510-22-7

Primera edición, Bogotá, D. C., enero del 2022

© Universidad de La Salle

© Daniel Abdón Varela Muñoz

© Álvaro Mauricio Bustamante Lozano

© Carlos Arturo Jiménez Orjuela

Tablas y figuras: todas pertenecen a los autores, a menos que se indique lo contrario.

Edición

Ediciones Unisalle

Cra. 5, n.º 59A-44, Edificio Administrativo, 3.er piso

PBX: (571) 348 8000, extensiones: 1224 y 1226

edicionesunisalle@lasalle.edu.co

https://ediciones.lasalle.edu.co/

Dirección editorial

Leonardo A. Paipilla Pardo

Coordinación editorial

Andrea del Pilar Sierra Gómez

Corrección de estilo

Carlos Guillermo Casanova

Diseño de portada

Andrés Pérez

Diagramación

Milton Arturo Ruiz Clavijo

Queda prohibida la reproducción total o parcial de este libro por cualquier procedimiento, conforme a lo dispuesto por la ley.

Contenido

Prefacio

Capítulo 1. La medida y su incertidumbre

1. Marco conceptual

1.1 Errores causados por el operador

1.2 Errores debidos a la técnica

1.3 Errores debidos a los instrumentos de medición

1.3.1 Error de cero

1.3.2 Error absoluto

1.4 Error relativo de un resultado experimental

2. Materiales, métodos y actividades

3. Claves para elaborar el reporte

4. Referencias

Capítulo 2. Ondas y rayos

1. Marco conceptual

2. Materiales, métodos y actividades

3. Claves para elaborar el reporte

4. Referencias

Capítulo 3. Leyes de la óptica

1. Marco conceptual

1.1 Leyes de la reflexión

1.2 Leyes de la refracción

2. Materiales, métodos y actividades

2.1 Primera parte: uso del trapecio

2.1.1 Claves para elaborar el reporte (I)

2.2 Segunda parte: uso de prismas

2.2.1 Claves para elaborar el reporte (II)

3. Referencias

Capítulo 4. Formación de imágenes de objetos lejanos

1. Marco conceptual

2. Materiales, métodos y actividades

3. Claves para elaborar el reporte

4. Referencias

Capítulo 5. Formación de imágenes de objetos cercanos

1. Marco conceptual

2. Materiales, métodos y actividades

3. Claves para elaborar el reporte

4. Referencias

Capítulo 6. Introducción a la óptica física

1. Marco conceptual

2. Materiales, métodos y actividades

3. Claves para elaborar el reporte

4. Referencias

Capítulo 7. Interferencia

1. Marco conceptual

2. Materiales, métodos y actividades

2.1 Primera parte: interferencia

2.1.1 Claves para elaborar el reporte (I)

2.2 Segunda parte: interferencia

2.2.1 Claves para elaborar el reporte (II)

3. Referencias

Capítulo 8. Difracción

1. Marco conceptual

2. Materiales, métodos y actividades

3. Claves para elaborar el reporte

4. Referencias

Capítulo 9. Difracción por un obstáculo

1. Marco conceptual

2. Materiales, métodos y actividades

3. Claves para elaborar el reporte

4. Referencias

Capítulo 10. Polarización

1. Marco conceptual

2. Materiales, métodos y actividades

3. Claves para elaborar el reporte

4. Referencias

Anexos

Anexo A. Uso del calibrador o pie de rey

Anexo B. Esferómetro

Anexo C. Regresión lineal

Anexo D. Glosario de términos

Lista de figuras

Capítulo 1. La medida y su incertidumbre

Figura 1. Error de paralaje

Figura 2. (a) medición de un lápiz y (b) detalle para medir un lápiz

Capítulo 2. Ondas y rayos

Figura 1. Onda senoidal

Figura 2. Cubeta de ondas

Capítulo 3. Leyes de la óptica

Figura 1. Trayectoria de un rayo incidente sobre una placa de caras paralelas

Figura 2. Rayo de luz a través de un prisma de placas paralelas

Figura 3. Refracción de un rayo de luz en agua y vista superior

Figura 4. Rayos y ángulos de incidencia, reflexión y transmisión para un prisma

Capítulo 4. Formación de imágenes de objetos lejanos

Figura 1. Objeto e imagen para una lente convergente

Figura 2. Montaje para medir la distancia focal de una lente divergente

Figura 3. Medida de la distancia focal de una lente convergente con el uso de un objeto lejano

Capítulo 5. Formación de imágenes de objetos cercanos

Figura 1. Formación de imágenes

Capítulo 6. Introducción a la óptica física

Figura 1. Onda senoidal en una onda electromagnética

Capítulo 7. Interferencia

Figura 1. Descripción geométrica del experimento de doble rendija de Young

Figura 2. Interferencia 1

Figura 3. Interferencia 2

Capítulo 8. Difracción

Figura 1. Patrón de difracción

Figura 2. Abertura de caminos de dos rayos alternos

Figura 3. Difracción 2

Capítulo 9. Difracción por un obstáculo

Figura 1. Difracción por un obstáculo (I)

Figura 2. Difracción por un obstáculo (II)

Capítulo 10. Polarización

Figura 1. Onda electromagnética viajera no polarizada (a) y detalle del campo eléctrico (b)

Figura 2. Polarización de una onda lumínica

Anexos

Figura 1. Nonio decimal en una regla principal (mm)

Figura 2. Calibrador o nonio decimal en una regla principal (mm)

Figura 3. Detalles de un esferómetro

Figura 4. Ubicación del esferómetro sobre una lente

Figura 5. Dispersión de la nube de puntos experimentales (a) y representación de posibles rectas (b)

Figura 6. Ajuste de la recta óptima trazada (a) y recta trazada por mínimos cuadrados (b)

Lista de tablas

Capítulo 1. La medida y su incertidumbre

Tabla 1. Caracterización de algunos instrumentos básicos de medición

Tabla 2. Medidas dimensionales de algunos objetos

Capítulo 3. Leyes de la óptica

Tabla 1. Ángulos de incidencia, reflexión y transmisión de un prisma

Tabla 2. Relación entre los senos de los ángulos (ley de Snell)

Tabla 3. Otra relación entre los senos de los ángulos (ley de Snell)

Capítulo 4. Formación de imágenes de objetos lejanos

Tabla 1. Valores teóricos y experimentales de las distancias focales en lentes convergentes

Capítulo 5. Formación de imágenes de objetos cercanos

Tabla 1. Valores experimentales y teóricos de las distancias imágenes de lentes convergentes

Tabla 2. Variación de la imagen con respecto a la variación del objeto (I)

Tabla 3. Variación de la imagen con respecto a la variación del objeto (II)

Capítulo 7. Interferencia

Tabla 1. Datos del patrón de interferencia

Tabla 2. Datos del patrón de interferencia con L variable

Tabla 3. Datos de la interferencia 2