Interferencia de ondas de luz

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UNIVERSIDAD TECNOLOGICA DE LA MIXTECA

INTERFERENCIA DE ONDAS DE LUZ

RESUMEN

En esta practica se experimento con el “interferómetro de Michelson”, para encontrar la longitud de onda de un laser de He-Ne variando la posición de uno de los reflectores para con esto cambiar la longitud que recorre el laser y contando la cantidad de anillos que produce este cambio.

INTRODUCCION:

Elinterferómetro es un instrumento que crea interferencia en las ondas de luz para medir con gran precisión la longitud de onda de estas.
Hay muchos tipos de interferómetros, en todos ellos se utilizan dos haces de luz que recorren dos trayectorias ópticas distintas, determinadas por un sistema de espejos y placas que, finalmente, convergen para formar un patrón de interferencia.
Para medir lalongitud de onda de un rayo de luz monocromática se utiliza un interferómetro dispuesto de tal forma que un espejo situado en la trayectoria de uno de los haces de luz puede desplazarse una distancia pequeña, con lo que es posible modificar la trayectoria óptica del haz. Cuando se desplaza el espejo una distancia igual a la mitad de la longitud de onda de la luz, se produce un ciclo completo de cambiosen las franjas de interferencia. La longitud de onda se calcula midiendo el número de ciclos que tienen lugar cuando se mueve el espejo una distancia determinada.
La Figura 1 muestra un diagrama del interferómetro de Michelson. El haz de luz del láser atraviesa el divisor de haz, de esta forma el 50% de la luz incidente se refleja y el otro 50% se transmite. El haz incidente por lo tanto se divideen dos haces; un haz es transmitido hacia el espejo móvil (M1) y el otro es reflejado hacia el espejo fijo (M2). El compensador que esta entre el divisor de haz y el espejo móvil, se pone para compensar el camino que el otro haz ya ha recorrido. Ambos espejos reflejan la luz directamente hacia el divisor de haz.
La mitad de la luz de M1 se refleja del divisor de haz a la pantalla de visión y lamitad de la luz de M2 es transmitida a través del divisor de haz a la pantalla de visión.

Figura 1: Diagrama esquemático del Interferómetro de Michelson.
De esta forma, el haz de luz original se divide y las porciones del haz resultante son llevadas de regreso. Puesto que los haces provienen de la misma fuente sus fases están altamente correlacionadas. Cuando se coloca una lente entre lafuente (láser) y el divisor de haz el rayo de luz se extiende, y un patrón de interferencia de anillos obscuros y brillantes o franjas se puede observar en la pantalla de visión (Figura 2).

Figura 2: Anillos circulares (obtenidos en el experimento).
Además, ya que los dos haces de luz que fueron divididos provienen de la misma fuente, estos están inicialmente en fase. Su fase relativa, cuando ellosse encuentran en algún punto de la pantalla, dependerá de la diferencia de longitud de trayectorias ópticas en alcanzar ese punto.

TEORIA

El interferómetro Michelson emplea dos haces coherentes de luz. En la figura 3 se muestra un esquema de la marcha de rayos. La luz procedente de la fuente extensa L, incide bajo un ángulo de 45° sobre la lámina paralela y se divide en dos haces que sereflejan en los espejos E1 y E2. La luz reflejada por E2 pasa tres veces por la lámina P, mientras que la reflejada por E1 sólo pasa una vez. Debido a esto existe una falta de simetría en la trayectoria de los rayos. Para evitarla se intercala una lámina P1, de igual espesor y paralela a P que es la lámina compensadora (la cual es fundamental si se ilumina el interferómetro con luz blanca). Comoentonces los recorridos en las dos láminas son iguales, la diferencia de marcha entre los dos haces se reduce a la de sus recorridos en el aire a partir del punto de incidencia.
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Figura 3: Diagrama del interferómetro de Michelson
Los anillos interferenciales se verán cuando los espejos E1 y E2 sean perpendiculares y no equidistantes.
La diferencia de marcha D entre dos rayos...
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