difraccion de la luz

LABORATORIO 8
DIFRACCIÓN E INTERFERENCIA POR RENDIJAS

Tania Yolima Bedoya Romero - 2551420
Dafne Hazel Cure Aldana - 2551404
María Fernanda De la Torre Arias - 2551403
Laura Stephanny Sotelo Sanabria - 2551430


RESUMEN
Para realizar este experimento utilizamos un láser de luz roja, 3 láminas porta muestras pintadas con tinta china, cada una tenía 1, 2 y 4 rendijas respectivamente(marcadas con una cuchilla minora) y una hoja milimetrada pegada en la pared para reflejar la luz y anotar de forma más precisa la posición de los máximos y los mínimos.
El procedimiento consistió en fijar el láser a una distancia de 10 cm de la lámina con las rendijas y alumbrar de forma que la luz atravesara la rendija, de esta forma lo observado en la hoja milimetrada variaba en el caso de 1rendija, luego con 2 y por último con 4.

Figura 1
MARCO TEÓRICO
En general el fenómeno de la difracción se presenta cuando una onda interactúa con objetos cuyas dimensiones son comparables con su longitud de onda. Desde el punto de vista de la teoría, que considera la luz como un fenómeno ondulatorio, el estudio de la óptica se divide en dos grandes campos: el de la óptica geométrica y el dela óptica física. Si el objeto con el cual interactúa la luz posee dimensiones muy grandes comparadas con su longitud de onda, se estará en el campo de la óptica geométrica; pero si las dimensiones del objeto son comparables con la longitud de onda de la luz visible está en el rango entre 780 nm y 390 nm aproximadamente. Para que la luz pueda producir un patrón de difracción observable, ésta debeinteractuar con objetos que posean dimensiones comparables con estos valores; es por esta razón que el fenómeno no es fácilmente apreciable a simple vista siendo necesarias ciertas condiciones de laboratorio para ser observado.

A su vez el estudio de la refracción puede dividirse en dos partes: la difracción de Fraunhofer y la difracción de Fresnel. En la difracción de Fraunhofer se supone quelas ondas incidentes al objeto son planas al igual que las ondas emergentes del mismo. La distancia entre el objeto y la pantalla sobre el cual se observa el patrón, debe ser grande comparada con las dimensiones del objeto. La difracción de Fresnel tiene lugar cuando la fuente puntual de las ondas incidentes, o el punto de observación desde el cual se las ve, o ambos, están a una distanciafinita del objeto.

DIFRACCIÓN DE FRAUNHOFER POR UNA RENDIJA RECTANGULAR
La teoría asociada con la difracción por una rendija rectangular considera una rendija muy angosta (de las dimensiones de la longitud de onda de la luz) y muy larga. En concordancia con el principio de Huygens, cada punto del frente de onda plano se convierte en fuente de pequeñas ondas esféricas secundarias; estas ondassecundarias, llamadas ondas difractadas, luego se recombinan constructiva o destructivamente en una pantalla sobre la cual es posible observar un patrón de difracción cuya distribución de intensidad luminosa a lo largo de ella.

Figura 2. Distribución de intensidad en el diagrama de difracción de una rendija angosta y larga
En la práctica lo que se observa en la pantalla es una zona muy brillantecentral acompañada de una serie de zonas brillantes y oscuras (las brillantes cada vez de intensidad menor), alternadamente alrededor de dicho máximo.
Puede demostrarse que la condición para que haya interferencia destructiva en la pantalla se puede expresar mediante la ecuación:



Donde: b es el ancho de la rendija, θ es la separación angular entre el centro del máximo central y el centrode los mínimos o regiones oscuras observados, m es el orden del patrón de difracción para los mínimos de intensidad (m aumenta hacia los extremos del patrón de difracción) y λ es la longitud de onda de la luz incidente.


DIFRACCIÓN DE FRAUNHOFER POR UNA RENDIJA DOBLE
El patrón de difracción por dos rendijas paralelas iguales, resulta de la interferencia de los dos patrones de difracción...