Informes Finales

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    03-Nov-2015
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Laboraorio foto electrico

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PRESENTACIN DE INFORMES CORRESPONDIENTES A LABORATORIOS DE EL FENMENO DE LA DIFRACCIN (REJILLA), RADIACIN TRMICA Y EFECTO FOTOELECTRICOSESIN II

Presentado por:YOAN MANUEL POVEDA SOTELO JONATHAN FERNNDO GONZALEZ CHAPARROEstudiantes

Presentado a:MIGUEL NGEL ALVAREZ CASTRO

UNIVERSIDAD PEDAGGICA Y TECNOLGICA DE COLOMBIAFACULTAD DE INGENIERAESCUELA DE INGENIERA AMBIENTALTUNJA 2015PRESENTACIN DE INFORMES CORRESPONDIENTES A LABORATORIOS DE EL FENMENO DE LA DIFRACCIN (REJILLA), RADIACIN TRMICA Y EFECTO FOTOELECTRICOSESIN II

Presentado por:YOAN MANUEL POVEDA SOTELO Cd. 201414271JONATHAN FERNANDO GONZALEZ CHAPARRO Cd. 20141186Estudiantes

Informes de Fsica

Presentado a:MIGUEL NGEL ALVAREZ CASTRO

UNIVERSIDAD PEDAGGICA Y TECNOLGICA DE COLOMBIAFACULTAD DE INGENIERAESCUELA DE INGENIERA AMBIENTALTUNJA 2015

TABLA DE CONTENIDO

Pg

INTRODUCCIN..5PRCTICA I: EL FENMENO DE LA DIFRACCIN (REJILLA)1. OBJETIVOS..61.1. OBJETIVO GENERAL..61.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS62. MARCO TERICO .73. MTODO EXPERIMENTAL113.1. MATERIALES Y EQUIPOS113.2. PROCEDIMIENTO123.3. MONTAJE EXPERIMENTAL134. ANLISIS DE RESULTADOS 145. CONCLUSIONES.22

PRCTICA II: RADIACIN TRMICA1. OBJETIVOS241.1. OBJETIVO GENERAL241.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS.242. MARCO TERICO253. MTODO EXPERIMENTAL273.1. MATERIALES Y EQUIPOS273.2. PROCEDIMIENTO283.3. MONTAJE EXPERIMENTAL..284. ANLISIS DE RESULTADOS..295. CONCLUSIONES..31

PRCTICA III: EFECTO FOTOELCTRICO1. OBJETIVOS..331.1. OBJETIVO GENERAL331.2. OBJETIVOS ESPECIFICOS..332. MARCO TERICO.343. MTODO EXPERIMENTAL..363.1. MATERIALES Y EQUIPOS363.2. PROCEDIMIENTO..373.3. MONTAJE EXPERIMENTAL374. ANLISIS DE RESULTADOS ..395. CONCLUSIONES436. BIBLIOGRAFA 44

INTROUCCIN

Por medio de este trabajo se pretende dar a conocer los fenmenos de la luz, pero en este caso la difraccin, analizando y contrastando resultados obtenidos a partir de un nmero de rejillas, por otro lado se estudiar fondo la radiacin trmica de tal forma que se puedan conocer la radiacin electromagntica infrarroja de diferentes superficies, tratar te mas potencia y temperatura, determinar de manera cuantitativa la ley de Stefan- Boltzman entre otros temas.Y por ltimo se profundizar de carcter terico-prctico del efecto fotoelctrico, es decir la interaccin que se presenta entre la radiacin y la materia, su comportamiento, intensidad, frecuencia, potencial frenado entre otros.

PRACTICA N ICOMPORTAMIENTO ONDULATORIO DE LA LUZFENMENO DE LA DIFRACCIN

1. OBJETIVOS

1.1. OBJETIVO GENERAL:

Determinar el comportamiento de la difraccin de las ondas, especialmente la luz.

1.2. OBJETIVOS ESPECFICOS: Comprender el comportamiento de la luz cuando atraviesa rejillas de diferente espesor. Calcular cual es el valor del espesor del cabello humano mediante el fenmeno de la difraccin. Profundizar en el comportamiento de la luz profundizando de temas como la longitud de onda (lser), patrones de difraccin.

2. MARCO TERICO

En general la difraccin ocurre cuando las ondas pasan a travs de pequeas aberturas, alrededor de obstculos 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 est definida. Una inspeccin cuidadosa de la frotera muestra que una pequea cantidad de luz se desva hacia la regin sombreada. La regin fuera de la sombra contiene bandas alteradas brillantes y oscuras, donde la intensidad de la primera banda es ms brillante que la regin de iluminacin uniforme.

Fenmeno de la difraccin en una rejillaExtrado de : https://es.wikipedia.org/wiki/Difracci%C3%B3n_(f%C3%ADsica)

EN ITALIAposiblemente mientras Newton desarrollaba su famosaptica o Tratado de la reflexiones, refracciones, inflexiones y colores de la luz un jesuita italiano, Francesco Grimaldi (1618-1663), fsico y astrnomo, quien en 1651 dio los nombres que hasta ahora conservan los accidentes del lado visible de la Luna, descubra un importante fenmeno ptico llamado por l mismodifraccin de la luz.Este fenmeno se presenta siempre que de la luz emitida por una fuente se separa una fraccin interponiendo un cuerpo opaco y esto es lo que da origen a su nombre: divisin en fracciones.La difraccin se puede observar interponiendo, justo frente a un ojo, una ranura muy estrecha recortada en una lmina opaca; o bien, una ranura formada por los filos de dos hojas de afeitar pegadas con durex sobre una ranura ms ancha recortada en una tira de cartoncillo (Figura 16). Mirando solamente por este ojo una luz distante, por ejemplo la flama de una vela colocada a unos metros de distancia, esperaramos percibir la imagen de la flama como en la figura 17(a); sin embargo, si la ranura es suficientemente estrecha, se perciben varias imgenes como en la figura 17(b). Esto, desde luego, tampoco es lo que esperaramos de acuerdo con la ptica geomtrica. La figura 18(a) muestra las regiones geomtricas de iluminacin y de sombra producidas por una ranura. Si colocramos el ojo justo en el origen de estas regiones los rayos de la regin de iluminacin pasaran al interior del ojo y formaran una imagen, y slo una, de la flama de la vela; esto es lo que vemos por una ranura ancha (Figura 17(a)). Las imgenes mltiples que se observan con la ranura delgada indican que, al pasar por la ranura, la luz forma varias regiones de iluminacin a ambos lados de una regin central iluminada que corresponde, ms o menos, a la regin geomtrica de iluminacin. El ojo forma imgenes con los rayos que recibe de cada una de estas regiones y las percibe como en la figura 17(b).

Figura 16(a). Una ranura delgada para observar el fenmeno de la difraccin de la luz construida fijando con durex dos hojas de afeitar, filo a filo, sobre una ranura ms ancha recortada en una tira de cartoncillo. Antes de fijar las hojas con durex los filos se mantienen separados por el espesor de una tira de papel. (b) La ranura de difraccin terminada.

Figura 17. La imagen de la flama de una vela segn la percibe el ojo. (a) A travs de una ranura ancha; (b) A travs de una ranura delgada; de difraccin.

Figura 18. Las zonas de iluminacin y de sombra producidas por una ranura delgada. (a) Segn la ptica geomtrica. (b) Segn se observa en una ranura de difraccin.

3. MTODO EXPERIMENTAL

3.1. MATERIALES Y EQUIPOS

Para la realizacin ptima del comportamiento de la luz, en este caso, el fenmeno de la difraccin, se necesit de varios implementos de laboratorio como rejillas, un lser, un proyector, un metro entre otros.

Rejillas de diferente grosor

Montaje donde se proyecta el lser

3.2. PROCEDIMIENTO

Se conect primeramente el montaje ya que ste permita e incida un haz de luz de lser que traspasaba por una rejilla. Por medio de este haz de luz (lser), gracias a una rejilla de diferente grosor se podan ver diferentes lneas una brillante en la parte central y lneas menos intensas a cada lado.

Primeramente se encendi un montaje respectivo de la prctica. Se escogieron 5 rendijas de diferente espaciamiento entre rendija, d, observando los patrones de difraccin. Se determin el valor d, para cada rejilla, a travs de la relacin:

Se establecieron el nmero de m observados a izquierda y derecha del mximo de orden 0. Midiendo la distancia X, gracias a un metro, desde m=0 hasta cada m observado, para cada rejilla. Luego del anterior paso, se prosigui a calcular la longitud de onda, , de la luz de lser utilizada, para cada valor de m y para todas las rejillas.

Por ltimo, en lugar de una rejilla de difraccin se utiliz un alambre cuyo espesor se comparable al de un cabello humano, ubicndolo en la posicin de la rejilla, donde se logr observ la distribucin de intensidades y midiendo sus diferentes distancias X para cada m observado. Teniendo en cuenta que . Determinando el valor d.

3.3. MONTAJE EXPERIMENTAL

4. ANLISIS DE RESULTADOS

Con respecto a la prctica de la rejilla de difraccin se obtuvieron los siguientes resultados:

Teniendo en cuenta las condiciones de difraccin, se establece el valor respectivo de onda (). Gracias a la siguiente frmula:

Luego de tomar los respectivos clculos, se emple el alambre cuyo espesor se asemeja a un cabello humano. Se ubic en la posicin de la rejilla, observando la distribucin de intensidades y midiendo las distintas distancias, X para cada uno m observado. Para esto se tom como criterio que la longitud de onda de la luz lser empleada es conocida, cuyo valor es, =632,8 nm, determinando su valor de d, que corresponder al espesor del alambre.

Conversin respectiva para que el grosor del alambre este en unidades de longitud (cms)

X= 6,328X10^-5 cm

Se obtienen un nmero mayor de mximos de orden con rejillas de menor o mayor espaciamiento entre rendijas?

El nmero de lneas que se encuentran en cada rejilla es inversamente proporcional a los mximos de orden, es decir, que a mayor nmero de lneas que se encuentre en la rejilla menor va a ser el nmero de mximos de orden.Para ejemplificar lo anterior se toma como referencia las siguientes imgenes:

En la determinacin de la longitud de onda de la luz lser empleada. Qu variables pudieron haber afectado la medicin y posteriormente los resultados?

Las variables son la longitud de onday el enteron, as que cada haz difractado corresponder al primer orden de difraccin(n=1)de una cierta longitud de onda, al segundo orden(n=2)de la longitud de onda mitad(/2), al tercer ordenn=3de la longitud de onda/3, etc. Dichos errores sistemticos se han puesto de manifiesto en el clculo de la distancia entre ranuras (d) y tambin el ancho de ranuras (a).

A qu fenmeno se le atribuye la coloracin que se presenta en los CD al exponerlos a la luz visible?