Brigada 414-Carrera IMTC-A2021 - Salvador Hdz M

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Universidad Autónoma de Nuevo León 
Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica 
 
Ing. Magda Patricia Estrada Castillo 
 
Alumno: Salvador Hernández Martínez 
Matricula: 2078047 
Brigada: 414 
Carrera: IMTC 
 
Periodo: Agosto-diciembre 2021 
Fecha de entrega: 04/11/2021 
 
 
 
Práctica # 1 introducción al laboratorio 
El ojo es uno d ellos instrumentos más versátiles de la naturaleza y desde el primero 
que fue capaz de ver en adelante la raza humana a tratado de ampliar su 
experiencia visual más allá de su nariz colectiva para proyectar la mirada hacia las 
maravillas del mundo, grandes y pequeñas, próximas y distantes. Naturalmente 
para hacer un examen completo no basta solo una percepción de la luz, sino que 
se requiere una clara perspectiva de sus propiedades. Las propiedades de la luz se 
comprenden mejor por el simple hecho de que la luz es una onda. 
Esto quiere decir que la luz debe tener propiedades comunes a todas las ondas, por 
ejemplo, las ondas pueden extenderse uniformemente hacia afuera a partir de una 
simple perturbación puntual pero las ondas debidas a un conjunto de fuentes 
cuidadosamente coordinadas pueden sumarse hasta formar frentes de ondas 
planas llamadas ondas planas. 
Se puede hacer que las ondas planas a su vez se propaguen de nuevo en todas 
direcciones porque las ondas se curvan alrededor de las esquinas y cuando los 
frentes de ondas se encuentran entre sí, pueden interferir formando ondas más 
fuertes o débiles. Ciertamente las ondas del agua hacen todo esto, pero es posible 
que las ondas de la luz lo hagan también. 
Ver la conexión entre el agua y la luz puede presentar más dificultades que ver las 
letras en la pared, por ejemplo, nadie intentó con más empeño que Galileo ampliar 
la visión convencional, pero como él mismo pudo comprobar, no todo el mundo ve 
las cosas del mismo modo ni acepta a primera vista lo que es nuevo, pero hasta 
1610 al menos hasta cierto punto tenía una poderosa herramienta en que apoyar 
sus razonamientos aunque en contra de la opinión popular Galileo no inventó el 
primer telescopio práctico, hizo un uso intensivo de él, y al final del siglo 16 su 
telescopio de refracción simple disparó la astronomía hacia el futuro, tal como 
revelan sus dibujos Galileo vio los anillos de saturno. 
Tal y como había dicho en la ciencia de la astronomía, también llevó a cabo un 
enorme avance en el campo, en contra de otra opinión popular, las gafas no son tan 
modernas como parecen, de hecho, en una sucesión de modelos desde el siglo 18, 
han venido constituyendo las gafas de cierto espectáculo, sin embargo, mientras 
que las monturas han estado sujetas al capricho de este, el diseñador de lentes se 
ha basado ordinariamente en un principio científico invariable. 
Este principio se aplica también a las lentes de los microscopios y de los telescopios, 
se llama refracción, la reflexión ocurre cuando la luz penetra en un medio como el 
cristal y se desvía, haciendo uso de este fenómeno los fabricantes de gafas, 
microscopios y telescopios pueden tallar lentes curvas que concentren la luz en un 
punto. 
Pero antes de eso es posible ver la refracción en un estado natural, de aquí un claro 
ejemplo: un prisma de vidrio no solo desvía o refracta un rayo de luz, también revela 
que la simple luz blanca está compuesta por todos los colores del arcoíris, este 
proceso se llama dispersión. 
Fue observado muy claramente por Isaac Newton que investigó tanto la refracción 
como la dispersión, según Milton la luz estaba constituida por partículas que 
obedeciendo la ley de inercia viajaban a través del espacio vacío en línea recta. 
Para Newton la refracción o desviación de la luz con materia, podría explicarse por 
la atracción gravitatoria entre luz y material, sin embargo, aproximadamente al 
mismo tiempo y en relación con el mismo asunto, surgió en Holanda un punto de 
vista opuesto. 
Una onda es una perturbación que se propaga desde un lugar a otro e 
independientemente de que se trate de ondas electromagnéticas, ondas del agua o 
cualquier otra clase de ondas, todas ellas tienen ciertas propiedades en común, por 
ejemplo, la frecuencia de una onda multiplicada por su longitud de onda es igual a 
su velocidad, las ondas mecánicas pueden ser longitudinales o transversales, 
mientras que las ondas electromagnéticas son siempre transversales y en el 
espacio vacío viajan siempre a la velocidad de la luz. 
Aunque tengan siempre la misma velocidad pueden tener frecuencias y longitudes 
de onda muy diferentes, al ser así estas ondas llegan tan lejos que crean el espectro 
electromagnético completo. 
De hecho, cuando las ondas electromagnéticas tienen una longitud de onda en el 
estrecho intervalo de 400 a 700 nanómetros constituyen la luz visible es el espectro 
desde el rojo al violeta, puntos de longitudes de onda más cortas llamadas luz 
ultravioleta son irradiadas por el sol, aunque esas radiaciones invisibles sean 
peligrosas para los seres vivientes, son absorbidas y convertidas en inofensivas por 
el ozono en la atmósfera de la tierra. 
Más cortos son aún los rayos X, las longitudes de onda son del tamaño de los 
átomos, finalmente los rayos gamma con las longitudes de onda más cortas de 
todas tan pequeñas como los propios núcleos atómicos, se crean en las reacciones 
nucleares. 
Práctica # 2 Estudio del fenómeno de la reflexión de la luz 
 
Hipótesis 
Se espera que el ángulo en el que se refleje va a depender del material de la 
superficie con el que choque el rayo de luz por ejemplo si es un espejo el rayo saldrá 
con el mismo ángulo porque todo lo que entra lo refleja y un cuerpo opaco absorberá 
la luz y no reflejará nada. 
Marco teórico 
La reflexión de la luz es el cambio de dirección de los rayos de luz que ocurre en un 
mismo medio después de incidir sobre la superficie de un medio distinto. Se rige por 
dos principios o leyes de la reflexión: 
El rayo incidente, el reflejado y la normal a la superficie en el punto de incidencia 
están en el mismo plano 
El ángulo del rayo incidente iˆ y el de reflexión rˆ son iguales 
iˆ=rˆ 
 
 
 
 
 
 
Reflexión 
El ángulo que forman el rayo incidente y el reflejado con la normal a la superficie de 
separación (en color rojo) es el mismo. 
En la reflexión no cambia la velocidad de la luz v, ni su frecuencia f, ni su longitud 
de onda λ. 
Atendiendo a las irregularidades que pueden existir en la superficie de reflexión, 
podemos distinguir dos tipos de reflexiones de la luz: 
 
Reflexión especular: Se produce cuando las irregularidades del medio son 
pequeñas en comparación con la longitud de onda de la luz incidente y se proyectan 
varios rayos sobre este. 
Reflexión difusa: Se produce cuando las irregularidades del medio son de un orden 
de magnitud comparable al tamaño de la longitud de onda de la luz incidente y se 
proyectan varios rayos sobre este 
 
Reflexión especular y difusa 
A la izquierda, la reflexión especular en la que los rayos se mantienen paralelos tras 
producirse la reflexión. A la derecha, la reflexión difusa donde los rayos se 
entrecruzan unos con otros en todas direcciones. 
Ley de la Reflexión 
Un rayo incidente sobre una superficie reflectante, será reflejado con un ángulo 
igual al ángulo de incidencia. Ambos ángulos se miden con respecto a la normal a 
la superficie. Esta ley de la reflexión se puede derivar del principio de Fermat. 
 
 
 
 
 
 
La ley de la reflexión da la familiar imagen reflejada en un espejo plano, en el que 
la distancia de la imagen detrás del espejo, es la misma que la distancia del objeto 
frente al espejo 
 
Mediciones y cálculos 
 
 
 
 
 
 
 
 
Conclusiones 
1.En discusión con todos los equipos del grupo se debe concluir acerca del 
cumplimiento de la ley de la reflexión para diferentes tipos de superficies. 
Si se cumplió la ley y como esperaba en la hipótesis, con cada reflexión de losespejos, sus formas y ángulos indicados. 
2. Concluya acerca de las características del fenómeno de la reflexión en superficies 
pulidas (espejos) y en superficies rugosas. ¿Qué tipo de reflexión es el más 
comúnmente observado en la práctica diaria? 
La reflexión es muy interesante, aunque vimos más en superficies brillosas. 
3. Discuta acerca del cumplimiento de la aproximación de rayos mencionada 
anteriormente. ¿Qué sería necesario hacer, para que fuera más adecuada esta 
aproximación? 
Que la abertura circular estuviera en un estado lo más perfecto posible, sin ser 
mayor ni menor que la longitud de onda. 
4. Mencione algunos ejemplos de aplicaciones de la reflexión de la luz. 
La luz solar reflejándose sobre el agua de algún rio, La luz solar cuando da directo 
a algún edificio con vidros que no permiten la vista hacia el interior, pero son 
reflejantes. 
Bibliografía 
https://www.fisicalab.com/apartado/reflexion-refraccion-luz 
𝜃𝑖 𝜃𝑟 
 0 
5 
10 
15 
20 
25 
30 
0 
5 
10 
15 
20 
25 
30 
𝜃𝑖 𝜃𝑟 
5 
10 
15 
25 
5 
10 
15 
25 
𝜃𝑖 𝜃𝑟 
 0 
5 
10 
15 
20 
0 
5 
10 
15 
20 
𝜃𝑖 𝜃𝑟 
5 
10 
15 
20 
N o 
refleja 
Práctica # 3 Estudio del fenómeno de la refracción de la luz 
 
Hipótesis 
Se espera que el rayo que va desde el aire al acrílico pierda la dirección original 
mas no la intensidad con la que sale e inversamente si el rayo se proyecta desde el 
acrílico al aire, pienso que si se deformaría o no saldría con la misma intensidad con 
la que incide. 
Marco teórico 
La refracción de la luz es el cambio de dirección de los rayos de luz que ocurre tras 
pasar estos de un medio a otro en el que la luz se propaga con distinta velocidad. 
Se rige por dos principios o leyes de la refracción: 
El rayo incidente, el refractado y la normal a la superficie en el punto de incidencia 
están en el mismo plano 
La ley de Snell de la refracción, que marca la relación entre el ángulo de incidencia 
iˆ, el de refracción rˆ, y los índices de refracción absolutos de la luz en los medios 1 
y 2, n1 y n2, según: 
 
 
 
 
 
 
 
 
Refracción 
La refracción de la luz ocurre cuando esta pasa de un medio transparente con un 
determinado índice de refracción a otro, también transparente, con uno distinto. 
Observa, en la imagen de la izquierda, que cuando la velocidad de propagación en 
el nuevo medio es menor, y por tanto es mayor el índice de refracción, el rayo se 
acerca a la normal. En la imagen de la derecha vemos el caso contrario, en el que 
el rayo se aleja de la normal. 
No confundas el ángulo rˆ en los casos de reflexión y refracción. Hemos optado por 
darles el mismo nombre ya que lo habitual es que te centres en uno u otro fenómeno. 
Si vas a resolver un ejercicio en el que tengas que estudiar ambos a la vez, te 
recomendamos que cambies el nombre a cualquiera de ellos. Ten presente que el 
rayo reflejado permanece en el medio del rayo incidente. El rayo refractado, en 
cambio, pasa a uno distinto. 
 
Por otro lado, observa que a partir de las relaciones que se establecen entre el 
índice de refracción absoluto y el relativo podemos escribir: 
 
 
 
 
Donde v1 y v2 es la velocidad de la luz en los medios 1 y 2 respectivamente y n2,1 
es el índice de refracción relativo del medio 2 respecto al 1. 
En la refracción no cambia la frecuencia de la luz f, ya que esta depende de la 
fuente, pero al hacerlo su velocidad v, debe cambiar también su longitud de onda λ. 
Dado que el color con el que percibimos la luz depende de la frecuencia, este no 
cambia al cambiar de medio. 
Recuerda que el índice de refracción depende de la longitud de onda, por lo que 
cuando un pulso de luz es policromático (está compuesto por varias longitudes de 
onda), al refractares se produce la dispersión. 
 
Principio de Fermat y la Refracción 
Principio de Fermat: la luz sigue la trayectoria de menor tiempo. La ley de Snell se 
puede derivar de este principio estableciendo la derivada del tiempo = 0. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Mediciones y cálculos 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
𝜃𝑖 𝜃𝑟 
 10 
20 
30 
40 
50 
60 
7 
14 
20 
26 
32 
37 
𝜃𝑖 𝜃𝑟 
 5 
20 
30 
35 
40 
45 
9 
31 
49 
59 
75 
No 
hay 
 Conclusiones 
Concluya acerca de la forma en que se comporta el rayo de luz en la superficie 
entre los dos medios. Describa hacia donde se desvía el rayo de luz (se acerca o 
se aleja de la normal), para cada caso. 
Formule la ley de la refracción de la luz, a partir de los resultados que obtuvo en 
los experimentos anteriores. ¿Cómo puede introducir la magnitud índice de 
refracción? 
El índice de refracción deberá ser mayor a uno ya que este es el cociente del 
índice de la velocidad de la luz en el vacío entre la de la velocidad de la luz en un 
medio específico. 
Proponga una forma de determinar el índice de refracción del acrílico del 
semicilindro. Determine esta magnitud y compruebe si su valor es cercano al 
reportado en las tablas del libro de texto. ¿Podría decir cuál es la velocidad de la 
luz en este material? ¿Es mayor o menor que en el aire? 
La velocidad es menor 
Para el caso cuando la luz incide desde el acrílico al aire, ¿cómo describe el 
comportamiento del rayo refractado? ¿Qué nuevo fenómeno tuvo lugar en este 
caso? ¿Conoce el nombre de este fenómeno? ¿Qué relación tiene con las fibras 
ópticas? 
Al pasar por un ángulo mayor el ángulo crítico se produce una reflexión interna 
total y hace que el ángulo total de salida sea de 90° 
¿Por qué el objeto de acrílico se construyó en forma de semicilindro? ¿Puede 
explicar esto a partir de los resultados experimentales? 
Para observar como el rayo laser hace la reflexión a través del cuerpo de una 
manera más fácil de visualizar 
Además del rayo refractado, ¿observó algún otro rayo que sale de la superficie de 
separación entre el acrílico y el aire? ¿Qué rayo es éste y qué ley cumple? 
Se observo un rayo reflejado el cual cumple la ley de snell 
Se comprobó la hipótesis planteada ya que dependía mucho la posición en la que 
se encontrara el medio circulo con el cual se comprobó la ley de snell. El rayo 
incidente tenía su refracción en un ángulo diferente y por el contrario si usábamos 
el acrílico del lado curvo hacia el aire, este se concentraba la mayor parte del 
medio circulo. 
Bibliografía 
https://www.fisicalab.com/apartado/reflexion-refraccion-luz 
Práctica # 4 Estudio de las lentes 
Hipótesis 
Se espera que entre mas angosto sea el lente mayor será la distancia 
focal el cual correspondería a una lente divergente 
Marco teórico 
Las lentes son medios transparentes de vidrio, cristal o plástico limitados por dos 
superficies, siendo curva al menos una de ellas. 
 
Una lente óptica tiene la capacidad de refractar la luz y formar una imagen. La luz 
que incide perpendicularmente sobre una lente se refracta hacia el plano focal, en 
el caso de las lentes convergentes, o desde el plano focal, en el caso de las 
divergentes. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Existen principalmente tres tipos de lentes convergentes: 
 Biconvexas: Tienen dos superficies convexas 
 Planoconvexas: Tienen una superficie plana y otra convexa 
 Cóncavoconvexas (o menisco convergente): Tienen una superficie 
ligeramente cóncava y otra convexa 
Las lentes convergentes son más gruesas por el centro que por el borde, y 
concentran (hacen converger) en un punto los rayos de luz que las atraviesan. A 
este punto se le llama foco (F) y la separación entre él y la lente se conoce como 
distancia focal (f). 
 
Observa que la lente (2) tiene menor distancia focal que la (1). Decimos, entonces, 
que la lente (2) tiene mayor potencia que la (1). 
La potencia de una lente es la inversa de su distancia focal y se mide en dioptrías 
si la distancia focal la medimos en metros. 
Las lentes convergentes se utilizan en muchos instrumentos ópticos y también para 
la correcciónde la hipermetropía. Las personas hipermétropes no ven bien de cerca 
y tienen que alejarse los objetos. Una posible causa de la hipermetropía es el 
achatamiento anteroposterior del ojo que supone que las imágenes se formarían 
con nitidez por detrás de la retina. 
 
Mediciones y cálculos 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Conclusiones 
Concluya acerca de las características de las lentes en cuanto a su forma y su poder 
de convergencia, caracterizada por su distancia focal. 
Cada tipo de lente tiene su característica es cuando a la distancia focal, el lente 
convexo intersecta hacia el lado contrario de la fuente de luz, mientras que el lente 
cóncavo intersecta la fuente de la luz 
 
¿Cuál lente tiene mayor distancia focal, la que tiene mayor curvatura en las 
superficies o menor curvatura? 
El lente divergente tiene mayor distancia focal 
 
¿Pudiera utilizarse una lente cuya forma fuera con dos superficies planas para 
enfocar un haz de luz? 
Suponiendo que tendría superficies planas, no se desenfocaría el haz de luz 
 
Pruebe a explicar por qué en los proyectores de diapositivas éstas deben colocarse 
en forma invertida para obtener una imagen derecha. 
Los proyectores deben colocarse de una forma invertida para obtener una imagen 
derecha ya que se utilizan lentes convexos para ampliar la imagen entonces la 
imagen se voltea 
 
Concluya acerca del cumplimiento de las hipótesis formuladas por su equipo en esta 
práctica de laboratorio. 
Si se cumplió porque el lente con mayor distancia focal si es el divergente 
Bibliografía 
https://www.educaplus.org/luz/lente1.html#:~:text=Una%20lente%20%C3%B3ptica
%20tiene%20la,el%20caso%20de%20las%20divergentes. 
 
 
 
 
Práctica # 5 Estudio de instrumentos ópticos 
 
Hipótesis 
Se espera que la lente se deba colocar a una distancia mayor respecto a la imagen 
representada porque se necesita que la imagen sea el triple de su tamaño original 
y debe colocarse otro lente convergente para que la imagen no se vea al revés. 
 
Marco teórico 
Instrumentos Ópticos 
Por su excesiva sencillez, los dioptrios no se utilizan como sistemas ópticos, sino 
que éstos se encuentran constituidos normalmente por sucesiones de dioptrios 
esféricos dispuestos entre varios medios y con centros de curvatura alineados. 
Los sistemas ópticos centrados resultantes sirven como fundamento de los 
instrumentos complejos, como microscopios, anteojos, telescopios, etcétera. 
Sistemas ópticos centrados 
Los sistemas ópticos centrados, corrientemente series alineadas de dioptrios 
esféricos, están constituidos básicamente por lentes y espejos. 
 
Una lente es un conjunto de dos dioptrios esféricos. Como caso particular, cuando 
su grosor es insignificante en comparación con los radios de los dioptrios que la 
integran, se habla de lente delgada, cuya ecuación es: 
 
 
 
siendo x la coordenada horizontal del punto objeto, x ¿la del punto imagen y f ¿la 
distancia focal imagen. 
Construcción de imágenes mediante lentes 
Para el estudio de las lentes se recurre a los principios de la óptica geométrica, 
utilizándose rayos similares a los empleados en los dioptrios esféricos: paralelo, 
que incide en paralelo al eje óptico y que se refracta para cortar al eje imagen y 
central, que incide sobre el centro de la lente y surge de la misma en paralelo al 
eje óptico. Estos dos rayos se utilizan para construir gráficamente las imágenes 
que resultan del uso de una lente delgada. 
 
 
Diversos tipos de lentes. 
 
Clases de lentes y potencia 
Según su naturaleza, las lentes delgadas se clasifican en dos grandes grupos: 
 
Convergentes, donde la distancia focal imagen es positiva, con lo que la imagen 
es real y se forma detrás del centro de la lente. Según su geometría, las lentes 
convergentes pueden ser biconvexas, plano-convexas y meniscos convergentes. 
Divergentes, con distancia focal imagen negativa, lo que significa que la imagen 
formada es virtual y aparece delante del centro de la lente. Las lentes divergentes 
se clasifican en bicóncavas, plano-cóncavas y meniscos divergentes. 
Potencia de una lente 
Para conocer el grado de convergencia de una lente, se define su potencia como 
el valor inverso de la distancia focal: 
La unidad de la potencia es la dioptría, o potencia de una lente cuya distancia 
focal es 1 m. En un sistema de dos lentes yuxtapuestas (con centros de curvatura 
que coinciden), la potencia total es igual a la suma de las potencias individuales de 
cada fuente. Si las lentes no están yuxtapuestas, sino a una distancia d una de 
otra, la potencia total es: 
 
 
 
Espejos planos y esféricos 
En los sistemas ópticos centrados se usan como componentes esenciales 
superficies reflectantes llamadas espejos, pulidas de modo que reflejan más del 
95% de la energía luminosa que les llega. 
 
En los sistemas de espejos pueden aplicarse las mismas leyes que en las lentes, 
si se considera la reflexión como una forma especial de refracción donde la luz 
pasa de un medio de índice de refracción n a otro medio hipotético (en realidad, el 
mismo) cuyo índice fuera ¿n. Si se aplica este principio, cabe distinguir dos clases 
generales de espejos: 
 
Espejos planos, en los cuales la imagen de un punto objeto vendría dada por una 
forma simplificada de la ecuación del dioptrio plano (ver t53): x ¿= -x. 
Espejos esféricos, donde la formación de imágenes se regirá por la ecuación del 
dioptrio esférico sustituyendo el índice de refracción del segundo medio por ¿n. 
Un espejo esférico tiene un único foco principal, que se sitúa en el punto medio 
entre el centro del espejo y su vértice. El aumento lateral del espejo esférico es: 
 
Mediciones y cálculos 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Conclusiones 
Concluya acerca de la utilidad práctica de las fórmulas empleadas en los cálculos. 
La formula proporcionada fue muy útil ya que se confirmo que el aumento practico 
fue el mismo que el teórico que se pedía 
Concluya acerca de si fueron válidas las hipótesis propuestas por su equipo de 
trabajo. En caso de existir diferencias entre los valores teóricos y los 
experimentales explique sus causas. 
Se confirmo la hipótesis 
Este diseño fue realizado en base a un esquema óptico determinado del proyector 
de diapositivas. Indique qué aclaraciones debe hacerse a los usuarios del 
proyector para que coloquen las diapositivas en la forma correcta para obtener 
imágenes con las características deseadas para ser proyectadas durante una 
presentación. 
El proyector volteara la imagen automáticamente, podría colocarse el proyector 
colgado del techo sobre una mesa y así la imagen estaría derecha 
Si le pidieran que proponga otro esquema óptico para este proyector, ¿qué diseño 
propondría?, ¿qué ventajas o desventajas tendría este diseño en comparación al 
anterior? 
Propondría que ya tuviera los lentes convergentes para que la salida de la imagen 
ya fuera derecha y así no se batallaría en la forma de acomodar el proyector ni las 
diapositivas 
 
Bibliografía 
https://www.hiru.eus/es/fisica/instrumentos-opticos 
 
 
 
 
 
 
 
 
Práctica # 6 Estudio del fenómeno de la difracción de la luz 
Hipótesis 
Se espera que entre más pequeño sea el láser de la rendija por la que pasa el láser 
la onda se verá más claramente o mejor formada. 
 
Marco teórico 
Difracción de Fraunhofer 
En general la difracción ocurre cuando las ondas pasan a través de pequeñas 
aberturas, alrededor de obstáculos o por bordes afilados. Cuando un objeto opaco 
se encuentra entre la fuente puntual de luz y una pantalla como se muestra en la 
imagen superior, la frontera entre las regiones sombreadas e iluminada sobre la 
pantalla no está definida. Una inspección cuidadosa de la frontera muestra que 
una pequeña cantidad de luz se desvía hacia la región sombreada. La región fuera 
de la sombracontiene bandas alteradas brillantes y oscuras, donde la intensidad 
de la primera banda es más brillante que la región de iluminación uniforme. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Hasta ahora hemos considerado que unas rendijas se comportan como fuentes 
puntuales de luz. Pero en esta sección abandonaremos esta suposición y 
determinaremos cómo el ancho finito de las rendijas es la base para comprender 
la difracción de Fraunhofer (la rendija está muy lejos con respecto a la pantalla) 
 
 
 
Para analiza el patrón de difracción es conveniente dividir la rendija en dos 
mitades, como se muestra en la figura. Todas las ondas que se originan desde la 
rendija están en fase. Considere las ondas 1 y 3, que se originan de un segmento 
justo arriba de la parte inferior y justo arriba de la parte superior del centro de la 
rendija, respectivamente. Las ondas1 viaja más lejos que la onda 3 en una 
cantidad igual a la diferencia de camino óptico (a/2 senθ), donde a es el ancho de 
la rendija. De manera similar ocurre para las ondas 2 y 4. Si esta diferencia de 
camino es igual a la mitad de la longitud de onda, las ondas se cancelan entre sí y 
se produce interferencia destructiva. En definitiva, las ondas provenientes de la 
mitad superior de la rendija interfieren destructivamente con ondas provenientes 
de la mitad inferior de la rendija cuando 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Mediciones y cálculos 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Conclusiones 
 
Concluya acerca de las características del fenómeno observado. 
Haga un listado de las características que señaló del patrón de difracción de una 
rendija. Demuestre algunas de estas características mediante el gráfico de 
Intensidad de la luz en función de la posición en la pantalla. En el centro del patrón 
¿hay un mínimo o un máximo de intensidad? 
Si se demostró que la rendija mas pequeña se notaron las líneas mas separadas 
 
Concluya acerca de cómo cambiaron las características del patrón al modificar el 
ancho de la rendija. Al hacer más estrecha la rendija el patrón ¿se acercó o se 
alejó del centro? 
Se concluyo que, a menos ancho de la rendija, mayor la disipación de las líneas 
 
Comente acerca del método utilizado para determinar el ancho de la rendija. 
Considera el método adecuado. ¿Por qué resulta más fácil determinar así las 
dimensiones de objetos pequeños? 
Porque si nosotros usamos un instrumento de medición no seria exacto debido a 
que no hay instrumentos para medir cosas tan pequeñas 
Si en lugar de una sola rendija se situara en el haz del láser dos rendijas estrechas 
y muy cercanas, ¿cómo cree Ud que Sería el patrón que se observará? ¿Qué 
nuevo fenómeno tiene lugar en este caso? 
Tal vez el patrón estaría muy alejado del centro y este seria un patrón muy abierto 
y por lo tanto sería difícil determinarlo 
 
 
Bibliografía: https://www.fisic.ch/contenidos/ondas-y-la-luz/difracci%C3%B3n-de-
la-luz/ 
 
 
 
 
https://www.fisic.ch/contenidos/ondas-y-la-luz/difracci%C3%B3n-de-la-luz/
https://www.fisic.ch/contenidos/ondas-y-la-luz/difracci%C3%B3n-de-la-luz/
 
Práctica # 7 Estudio de las redes de difracción 
Hipótesis 
Es probable que comparado con el patrón anterior ya no se necesitaría de la 
formula establecida para conocer los valores 
Marco teórico 
Redes de difracción 
Las redes de difracción se basan en las interferencias constructivas que se 
producen cuando la luz atraviesa una sucesión de obstáculos lineales 
equiespaciados. Estas interferencias constructivas se producen a distintos ángulos 
respecto de la línea de incidencia del haz de luz, que dependerán 
fundamentalmente, para una misma red, de la longitud de onda difractada. Cada 
una de estas interferencias constructivas se denominará orden, y se numerarán 
empezando por el orden cero, que no se desviará y siguiendo hacia ángulos 
mayores. Utilizando una red de difracción se conseguirá que longitudes de onda 
adyacentes tengan interferencias constructivas en distancias angulares próximas, 
de modo que al incidir un haz blanco se conseguirá una dispersión de la misma en 
todas las longitudes de onda del espectro. 
 
 
En la figura de arriba, se observa cómo se difracta un haz de luz formado por dos 
luces monocromáticas al atravesar una red de difracción. 
 
Existen dos tipos fundamentales de redes de difracción: Las redes de transmisión 
están constituidas por un soporte trasparente que se raya para conseguir surcos o 
dientes de sierra muy estrechos y próximos que hagan el papel de obstáculos 
difractores. Por otro lado, están las redes de reflexión, más utilizadas en 
aplicaciones astronómicas. En estas redes el soporte se raya del mismo modo que 
en las de transmisión y una vez rayada se recubre de un material reflectante. 
 
El proceso de fabricación es muy delicado, ya que para que una red sea eficiente 
las separaciones de los obstáculos deben ser del orden de la longitud de onda 
difractada (una red típica puede tener del orden de 1200 líneas por milímetro) y 
además ser muy uniformes para que las interferencias constructivas producidas 
por cada parte de la red sean en el mismo sitio. 
 
Para describir el efecto de una red de difracción utilizaremos la siguiente 
expresión: 
 
mλ = σ(sen α + senβ) 
 
donde m es el orden de difracción, λ la longitud de onda, σ el paso de la red 
(separación entre obstáculos), α el ángulo de incidencia y β el ángulo de difracción 
 
Las redes de difracción sencillas tienen el problema de que casi toda la luz va a 
parar al orden cero, difraccionen red que es donde menos interesa. Para evitar 
esto la mayoría de las redes se raya con forma de dientes de sierra con un cierto 
ángulo que hace que el máximo de luz caiga en el orden deseado. Es lo que se 
conoce como ángulo de blaze, y que se indica en el dibujo como θb. En este tipo 
de redes la máxima luz se produce para la longitud de onda dada por la expresión: 
 
mλ = σsen 2θb 
 
 
 
 
 
Mediciones y cálculos 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Conclusiones 
Concluya acerca de las características de los patrones producidos por las redes de 
difracción. 
 
¿Cuál será la principal utilización de estas redes? ¿Para qué le sirvió en esta 
práctica concreta? ¿Por qué se les llama a las redes instrumentos espectrales? 
Para ver las fracturas en la fabricación de piezas, para calcular el numero de rendijas 
por mm que nos pide la práctica, son cosas que no se pueden ver a simple vista 
debido a que las unidades de medida son imperceptibles para el ojo humano. 
Realice una comparación de los patrones observados en ambos ejercicios y 
explique a qué se deben las diferencias, basándose en la fórmula dada más arriba 
de la posición de los máximos. 
Explique por qué se fabrican cada vez redes con mayor número de rendijas por 
unidad de longitud. 
Para observar si las piezas que se fabrican tienen algún defecto imperceptible a 
simple vista, se podría determinar si es factible repararla o dejarla asi. 
Explique cómo sería el patrón producido si la luz que incide en la red tuviera varias 
longitudes de onda. Tenga en cuenta la fórmula de la posición de los máximos. 
El patrón se vería muy variado y sin simetría 
Bibliografía: https://www.orbitalesmoleculares.com/redes-de-difraccion/ 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
https://www.orbitalesmoleculares.com/redes-de-difraccion/
Práctica # 8 Polarización 
Marco teórico 
La polarización de la luz es el fenómeno que se produce cuando la onda 
electromagnética que constituye la luz visible oscila en una dirección preferencial. 
Una onda electromagnética está compuesta de una onda eléctrica y una onda 
magnética, ambas transversales a la dirección de propagación. La oscilación 
magnética es simultánea e inseparable de la oscilación eléctrica y ocurre en 
direcciones mutuamente ortogonales. 
 
La luz que la mayoría de las fuentesluminosas emiten, como el Sol o una 
bombilla, es no-polarizada, lo que significa que ambas componentes: eléctrica y 
magnética, oscilan en todas las direcciones posibles, aunque siempre 
perpendiculares a la dirección de propagación. 
 
 
 
Pero cuando hay una dirección preferencial o única de oscilación de la 
componente eléctrica entonces se habla de una onda electromagnética polarizada. 
Más aún, si la frecuencia de la oscilación está en el espectro visible, entonces se 
habla de luz polarizada. 
 
 
Tipos de polarización 
 
Polarización lineal 
 
 
Se muestra el diagrama de una onda electromagnética con polarización lineal. El 
campo eléctrico oscila paralelo al eje X, mientras que el campo magnético oscila 
simultáneamente al eléctrico, pero en dirección Y. Ambas oscilaciones son 
perpendiculares a la dirección de propagación Z. 
La polarización lineal ocurre cuando el plano de oscilación del campo eléctrico de 
la onda luminosa tiene una única dirección, perpendicular a la dirección de 
propagación. Este plano se toma, por convención, como el plano de polarización. 
 
Y la componente magnética se comporta igual: su dirección es perpendicular a la 
componente eléctrica de la onda, es única y además es perpendicular a la 
dirección de propagación. 
polarización circular 
En este caso, la amplitud de los campos eléctrico y magnético de la onda luminosa 
tiene magnitud constante, pero su dirección gira con rapidez angular constante en 
la dirección transversal a la dirección de propagación. 
 
 
 
 
 
 
 
Mediciones y cálculos 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Conclusiones 
Mencione en donde se aplica la polarización óptica de la luz en alguna ciencia 
Prismas de nicol paralelos y prismas cruzados 
Comente experiencias de algunos objetos donde existe la polarización 
Pantallas para celulares, lentes de sol, etc. 
Explique un caso típico de cómo comprobar que existe la polarización y que lo 
pueda comprobar sin un laboratorio experimental. 
 
Investigue algunos ejemplos en los cuales la industria emplee la polarización. 
Algunos ejemplos son los filtros utilizados en la fotografía, las pantallas lcd, etc. 
Bibliografía: https://www.lifeder.com/polarizacion-de-la-luz/ 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
https://www.lifeder.com/polarizacion-de-la-luz/
Práctica # 9 estudio de instrumentos ópticos 
Marco teórico 
Los instrumentos ópticos tienen como base conocimiento científico. La óptica es un 
sector de la física que analiza y explica la propagación de la luz y su interacción con 
la materia. 
Las leyes la óptica física se mezclan con la óptica técnica e influyen la interpretación, 
el diseño y la fabricación de instrumentos ópticos. 
El instrumento óptico más conocido tiene su origen en la naturaleza: se trata del ojo 
humano. Su facultad de transformar ondas electromagnéticas con longitudes de 
onda de 380 nm (violeta) hasta 780 nm (rojo), conocido también como luz visible, 
mediante foto receptores sobre la retina en impulsos nerviosos, que se transfieren 
al cerebro humano donde son procesados, permite al ser humano tener el sentido 
de la vista. Los mecanismos ópticos que posee el ojo humano son los que se usan 
en instrumentos ópticos. Mediante alteraciones de radios de curvatura y 
refracciones se manipulan la distancia focal y se enfocan los rayos de luz, lo que 
amplia los objetos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Microscopios, lupas, prismáticos o telescopios se basan en este simple principio. 
Normalmente se trata con este tipo de instrumentos de aparatos pasivos; es decir, 
que se requiere una fuente luminosa externa para este tipo de mediciones. Sistemas 
más complejos se usan por ejemplo en la técnica de satélites, donde se usan 
radiómetros y espectrómetros para mediciones de intensidad y análisis espectrales. 
 
 
Además de los aparatos pasivos se usan en diferentes sectores también 
instrumentos ópticos activos. Por ejemplo, en los lectores de CD se usa un láser 
para leer la información registrada sobre la superficie de un disco. Otra tecnología 
conocida es el LIDAR (Light Detection And Ranging). Parecido al radar, pero usando 
impulsos láser, se utiliza para controles de velocidad, mediciones de distancia y 
detección de objetos. Los puentes de peaje instalados en autopistas alemanas o las 
pistolas láser usadas por la policía se basan en esta tecnología. 
 
Principio de funcionamiento de los instrumentos ópticos 
 
Instrumentos ópticos pasivos: Los componentes importantes de los instrumentos 
ópticos pasivos son las lentes ópticas. Las lentes ópticas son cristales transparentes 
con dos superficies que refractan la luz. La propiedad de refracción de la superficie 
se da por una curvatura cóncava o convexa. Si la superficie es plana no se refracta 
la luz. Si se observa un objeto a través de una lente, este se puede aumentar o 
disminuir, dependiendo de la curvatura de la lente. Una característica crucial de una 
lente es la distancia focal respectivamente el valor inverso y la refractividad, que se 
indica en la unidad dioptrías y que juega un papel importante en la clasificación de 
lentes para gafas. Esto permite cambiar con lentes la distancia focal para adaptar la 
visión óptica de un objeto en su tamaño. 
 
Instrumentos ópticos activos: En contraste con los instrumentos ópticos pasivos, los 
instrumentos ópticos activos requieren una fuente luminosa propia. El principio base 
es la emisión de ondas electromagnéticas enfocadas, y la recepción del eco que se 
forma en la reflexión en objetos o superficies. Mientras que los sistemas de radar 
trabajan con ondas cortas de radio invisibles, los instrumentos ópticos envían 
impulsos electromagnéticos en el sector de luz visible (láser). Gracias a la relación 
entre el tiempo de propagación de la señal y la velocidad de la luz es posible realizar 
una medición de distancia precisa, determinar la velocidad y la reproducción de 
objetos. 
 
 
Mediciones y cálculos 
 
 
 
 
 
 
Conclusiones 
Concluya acerca de las características de los espectros observados. 
¿Qué sería necesario hacer para identificar el elemento químico presente en las 
lámparas que iluminan el laboratorio? ¿Qué elemento químico está presente en 
estas lámparas? 
Analizar el espectro de la luz para así poder determinar que es lo que tiene 
adentro, aunque por lo general tienen mercurio 
Identifique las diferencias entre los espectros de la lámpara y el espectro 
observado en el ejercicio complementario. En las lámparas utilizadas en su casa 
¿qué tipo de espectro espera tener? ¿Por qué? 
Las diferencias son que en las lámparas se obtiene luz blanca mientras que en las 
otras es mas tenue por el material por el que se les hace pasar, en las lámparas 
utilizadas en casa al ser focos ahorradores puede ser que la sustancia en su 
interior sea argón. 
¿Qué lámpara cree sea más eficiente desde el punto de vista del aprovechamiento 
de la energía eléctrica? ¿Por qué? 
Las lámparas que utilizan led porque iluminan más fuerte además de que no 
necesitan ningún gas para funcionar 
 
Producto integrador de aprendizajes 
Estudio del fenómeno de la reflexión de la luz 
 
¿Qué es la reflexión de la luz? 
La luz rebota de distintas maneras según cómo sea la superficie sobre la que 
incide. La reflexión de la luz es importante en fotografía. 
 
¿Qué es la reflexión de la luz? ¿Y la refracción? Pues, ni más ni menos que sus 
dos principales características ópticas. La reflexión se produce cuando la luz que 
ilumina un cuerpo rebota sobre su superficie. La refracción ocurre cuando la luz 
cambia de dirección al pasar de un medio físico a otro en el que se propaga con 
distinta velocidad. Y la fotografía se basa en ambos fenómenos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Reflexión de la luz 
Todos los objetos reflejan en mayor o menor medida la luz que incide sobre ellos. 
La reflexión de la luz se produce de forma distintasegún cómo sea su superficie. 
Los rayos de luz que llegan hasta el objeto, rebotan y salen reflejados en una 
dirección determinada, que depende del ángulo de incidencia de la luz y de cómo 
sea la textura superficial de ese objeto. 
 
Conocer esta propiedad básica de la luz nos ayudará en fotografía a elegir y 
componer la iluminación, y a determinar dónde nos situamos para tomar la foto. 
Veamos los posibles modos de reflejar la luz. 
 
Tipos de reflexión de la luz 
Existen varios tipos de reflexión: directa, difusa o selectiva. 
 
•» La Reflexión directa o especular de la luz sucede cuando los ángulos que los 
dos rayos determinan con la superficie son iguales. La reflexión es más perfecta 
cuanto más pulida está la superficie. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Reflexión especular 
Este tipo de reflexión es la que suele ocurrir con los espejos planos, ya que 
reflejan la misma luz que incide sobre ellos. 
 
•» La Reflexión difusa se da cuando la superficie refleja la luz por igual en todas 
las direcciones. Los reflejos difusos tienen el mismo brillo y no dependen del 
ángulo desde el que se visualicen. Este tipo de reflexión se da cuando el haz de 
luz incide sobre una superficie irregular o áspera. 
 
 
 
 
 
 
 
Reflexión difusa 
Muchas superficies son irregulares, aunque parezcan lisas. Si se produce reflexión 
difusa lo más probable es que la irregularidad sea mínima, incluso microscópica. 
Es lo que ocurre, por ejemplo, en la mayoria de los papeles. 
 
•» Existe un tercer tipo de reflexión, conocida como Reflexión selectiva de la luz. 
Puede ser acromática o cromática, y es la que realizan los pigmentos sustrayendo 
una determinada longitud de onda. Los objetos son de un color determinado 
porque ese es el que reflejan, mientras absorben el resto. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Reflexión selectiva, color rojo 
Hay una relación directa entre la absorción y la reflexión de la luz. Cuando la 
absorción de la luz es total, la reflexión es nula. Se da también el caso contrario. 
Cuando la absorción es nula, la reflexión es total. Cuando la absorción es parcial, 
en consecuencia, la reflexión de la luz también lo será. 
 
 
 
 
 
 
 
La reflexión y la refracción de la luz son dos fenómenos ópticos de la naturaleza 
que se conocen desde la antigüedad y ya se analizaron en la Grecia clásica. Las 
leyes de la reflexión, que se aplican a todos los fenómenos ondulatorios, se 
enunciaron en el siglo XVII. Son estas dos: 
 • 1.- El rayo incidente, el reflejado y la normal, están en un mismo plano. 
 • 2.- El ángulo de incidencia es igual al ángulo de reflexión. 
 
 
 
 
Fibra óptica 
En estas propiedades de la luz, reflexión y refracción, se basan la mayoría de los 
instrumentos ópticos y electromagnéticos que conocemos. Por ejemplo, lentes, 
espejos, telescopios, microscopios, periscopios, antenas de reflexión (parabólicas) 
o la fibra óptica. Las cámaras réflex tienen lentes (en los objetivos) y espejos, por 
lo que aprovechan tanto la refracción como la reflexión de la luz.