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Reflexión de un espejo que gira
Fundamento
Si un espejo plano recibe un rayo de luz perpendicular al plano del espejo, el rayo reflejado se
superpone con el incidente, ya que al ser el ángulo de incidencia cero también lo es el de reflexión,
cuando esto ocurre, la dirección del rayo coincide con la normal al espejo en el punto de incidencia.
Si el espejo se gira un cierto ángulo α y la dirección del rayo incidente se mantiene como antes,
aparece un rayo reflejado que forma un ángulo β con el incidente. Ver las fotografías de las figuras 1 y
2.
Fig.1
Fig.2
En este experimento se trata de encontrar la relación que existe entre los ángulos α y β.
Medidas
En las fotografías para toma de datos de 1 a 5, se miden, con un semicírculo graduado, los ángulos α
y β. El ángulo β se puede medir directamente, pero el ángulo α no se puede medir directamente, pero
es posible medir el complementario de α, esto es, el ángulo γ que se observa en la figura 2. Los valores
se colocan en la tabla 1.
Fotografías
Fotografía 1 para toma de datos
Fotografía 2 para toma de datos
Fotografía 3 para toma de datos
Fotografía 4 para toma de datos
Fotografía 5 para toma de datos
Tabla 1
Ángulo
γ/º
Ángulo girado por el
espejo α =90º-γ
Ángulo formado por
los rayos β/º
De las fotografías se observa que los rayos tienen un cierto espesor y eso determina que la medida de
los ángulos esté afectada de una incertidumbre. Analice y decida con que incertidumbre mide los
ángulos y después confeccione la tabla 2. Por ejemplo, si un ángulo beta vale 31º y estima que su
incertidumbre es de un grado, en la tabla 2, colocaría β menor 30º, y β mayor 32º. Así debe operar
con todos ángulos.
Tabla 2
Ángulo
γmen/º
Ángulo
γmay/º
Ángulo girado por el
espejo menor
αmen =90º−γmay
Ángulo girado por el
espejo mayor
αmay =90º−γmen
Ángulo de los rayos
βmen/º
Ángulo de los rayos
βmay/º
Gráficas
1.- Con los valores de la tabla 1, represente el ángulo α en el eje X frente al β en el eje Y. Escriba la
ecuación que relaciona el ángulo β con α .
2.- Con los valores de la tabla 2, represente los ángulos α menores (eje X), frente a los β mayores (eje
Y). En la misma grafica, represente los ángulos α mayores (eje X) frente a los β menores (eje Y).
Calcule las pendientes de las dos rectas. Determine el valor medio de las pendientes y escriba su valor
afectado del signo más y menos, tal que la suma abarque el valor más alto de la pendiente y la
diferencia el menor.
3.- Decida si con el valor encontrado para la pendiente se puede deducir razonablemente que el ángulo
β es el doble que el ángulo α.