Laboratorio de Física IPráctica de Laboratorio N°06 Polarización de la luz. Ley de Malus INFORME Integrantes Grupo 1: Albino Vila, Noemí Liliana Esteban Ñaupari, Jordan Cesar Hernández Padilla, Junior Enrique Especialidad: Ing. Industrial Profesor: Espinoza Sandoval, Jaime Semana 13 Fecha de realización: 16 de junio Fecha de entrega: 23 de junio 2014-1 1. INTRODUCCION En el presente informe de laboratorio Nº6 de Física I se presenta las siguientes experiencias de la Polarización de Luz y la Ley de Malus donde se determinó experimentalmente la relación entre la intensidad de luz transmitida a través de polarizadores y el ángulo, θ, de los ejes polarizadores ¿Que es la Ley de Malus y la Ley de Polarización de Luz? La Ley de Malus, llamada así en honor al físico francés Etienne Louis Malus, se expresa cuantitativamente la relación entre la intensidad de la luz incidente con el ángulo θ que su plano de vibración forma con el eje de transmisión y la intensidad de luz I de la luz transmitida: Por eso, si sobre un polarizador lineal se hace incidir luz linealmente polarizada, la intensidad de la radiación que lo atraviesa ira disminuyendo progresivamente a medida que el ángulo θ vaya aumentando. Polarización de Luz : Polarización por reflexión: Cuando la luz se refleja en una superficie plana sufre una polarización parcial en el plano perpendicular al plano de incidencia. Variando de modo continúo el ángulo de incidencia, si se dispone de algún instrumento que permite analizar el grado de polarización de la luz reflejada, se observara que estas es máxima para cierto ángulo, conocido como ángulo de Brewster. Polarización por absorción: Desde antiguo se conoce la propiedad de algunos minerales que, tallados en la orientación adecuada, son capaces de absorber fuertemente la radiación que vibra en uno de los planos, dejando pasar la otra. Polarización por doble refracción: La luz que atraviesa un medio anisótropo se desdobla en dos ondas polarizadas con los planos de polarización mutuamente perpendiculares. 2. OBJETIVOS Estudiar las propiedades de la luz polarizada. Verificar la ley de Malus. Relacionar los fenómenos ópticos con los electromagnéticos. Ser capaz de configurar e implementar equipos para toma de datos experimentales utilizando como herramienta el software Logger Pro. 3. FUNDAMENTO TEORICO Es una onda electromagnética, la dirección del campo eléctrico es perpendicular a la dirección de propagación de la onda. Si el campo eléctrico es siempre paralelo a una lineal perpendicular a la de la propagación, la onda se denomina linealmente polarizada. Las ondas electromagnéticas producidas por una antena dipolar están linealmente polarizadas con el vector campo eléctrico de cualquier punto de campo paralelo al plano que contiene este punto del campo y el eje de la antena. Las ondas producidas por muchas fuentes normalmente no están polarizadas .Una fuente luminosa típica, por ejemplo, contiene millones de átomos que actúan independientemente. Polarización por absorción: Algunos cristales presentes en la naturaleza, cortados de forma apropiada, absorben y transmiten la luz de forma diferente dependiendo de la polarización de la luz. Estos cristales pueden utilizarse para obtener luz polarizada linealmente. I= θ Cuando la luz no polarizada se refleja en una superficie plana entre dos medios transparentes, por ejemplo la que separa el aire y el vidrio o el aire y el agua, la luz reflejada está parcialmente polarizada. El grado de polarización depende del Angulo de incidencia y de los índices de refracción de ambos medios. Para un cierto Angulo de incidencia llamado Angulo de polarización, la luz reflejada está completamente polarizada. Cuando el ángulo de incidencia coincide con el ángulo de polarización, los rayos reflejado y refractado son perpendiculares entre sí. 4. MATERIALES Interface vernier Computadora personal con programa Logger Pro instalado Banco óptico Sensor de luz Fuente luminosa con fuente Soporte de sensor Bases soporte (4) Polarizador Analizador Porta muestras. 5. PROCEDIMIENTOS 5.1 Ley de Malus: 1) ingresar al programa Logger Pro. Luego insertar el sensor de luz en la interfase Vernier Lab Quest. 2) Seguidamente se tiene que configurar la forma de registrar los datos. Para ello, hacer doble clic sobre Toma de Datos y seleccionar Basado en Entradas y completar el formulario según la gráfica 5.1.1. Fig.5.1.1. Configuración del sensor. 3) Seleccionar el sensor en el rango (0 -150 000 lux).} 4) Armar el montaje de la figura 5.1.2. Fig.5.1.2. Montaje experimental 5) Posteriormente se tiene que grabar todos los datos obtenidos en el intervalo de 10 o a 360 o . Para ello, hacer clic en conservar en cada uno de los ángulos predispuestos en el intervalo mencionado. Recordar que se grabará los ángulos de 10 en 10 y que para terminar el proceso se tiene que seleccionar en el icono de color rojo Parar. Fig. 5.1.3. Registro de datos. 6) Finalmente, colocar los datos en una gráfica y acomodarlos con una escala adecuada. 6. RESULTADOS 6.1. Ley de Malus: Tabla 6.1.1 Gráfica posicion vs tiempo Intensidad (lux) Ɵ(°) Cos Ɵ cos^2 Ɵ 14.1 10 0.985 0.970 13.1 20 0.940 0.883 11.7 30 0.866 0.750 10 40 0.766 0.587 8.3 50 0.643 0.413 6.8 60 0.500 0.250 5.7 70 0.342 0.117 5 80 0.174 0.030 4.7 90 0.000 0.000 5 100 -0.174 0.030 5.8 110 -0.342 0.117 7.2 120 -0.500 0.250 8.7 130 -0.643 0.413 9.8 140 -0.766 0.587 6.1.1. Con los datos obtenidos determine la dependencia de la intensidad luminosa vs ángulo de polarización. ¿Por qué escogió esa dependencia? Dependencia cuadrática, porque la imagen representa parábolas, unas en sentidos contrario que las otras. 11.7 150 -0.866 0.750 13.2 160 -0.940 0.883 14.2 170 -0.985 0.970 14.6 180 -1.000 1.000 14.4 190 -0.985 0.970 13.6 200 -0.940 0.883 12.1 210 -0.866 0.750 10.4 220 -0.766 0.587 8.7 230 -0.643 0.413 7.3 240 -0.500 0.250 5.8 250 -0.342 0.117 5.1 260 -0.174 0.030 4.8 270 0.000 0.000 5.2 280 0.174 0.117 6.0 290 0.342 0.250 7.4 300 0.500 0.413 9.1 310 0.643 0.587 10.8 320 0.766 0.750 12.4 330 0.866 0.883 13.8 340 0.940 0.930 14.4 350 0.985 0.970 14.5 360 1.000 1.000 6.1.2. Anote las posibles fuentes de error de su experiencia. La luz del ordenador. La luz de la ventana del techo del laboratorio. 7. OBSERVACIONES Para lograr buenos resultados se realizó el experimento a “oscuras”, esto permitió que ninguna luz exterior, por ejemplo la del foco, interfiera con nuestro trabajo. La toma de datos se tuvo que hacer de manera disciplinada y organizada, ya que una pequeña equivocación al medir uno de los 36 ángulos, estropearía nuestra gráfica. Todos los datos obtenidos se tienen que guardar en el UBS, ya que estas gráficas se colocan en el informe como evidencia del trabajo realizado. 8. CONCLUCIONES 9. BIBLIOGRAFIA Manual del laboratorio de Fisca I.