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UNIVERSIDAD TÉCNICA FEDERICO SANTA MARÍA CAMPUS SANTIAGO LABORATORIO FIS 129 / FIS 140 PRIMER SEMESTRE 2011

INTERFERENCIA Y DIFRACCIÓN
Introducción
 Marco Teórico

Interferencia La interferencia es el efecto que se produce al superponer dos o más ondas en un punto y en un cierto tiempo. Si la diferencia de fase entre las ondas es independiente del tiempo (fuentes coherentes) la figuraresultante de interferencia es independiente del tiempo y solo depende de las amplitudes de las ondas, su diferencia de fase y la geometría de observación. Si las ondas se refuerzan se habla de interferencia constructiva y se produce para m, donde m es un número entero y  es la longitud de onda. Si los efectos se anulan se dice que hay interferencia destructiva o simplemente interferencia, lo quese produce para (m + 1/2). Para producir interferencia de utilizan dos métodos:  Por división del frente de onda, lo cual implica la producción de dos o más fuente coherentes a partir de una sola fuente.  Por división de la amplitud de la onda, lo cual exige la reflexión de parte de la onda y transmisión de parte de ella. Difracción La difracción es el efecto que se produce cuando un objeto ouna abertura de bordes definidos se encuentra en la trayectoria de una radiación, dando por resultado sombra de bordes no nítidos. Este fenómeno físico se debe a que cada punto del objeto se puede considerar como centros emisores de ondas. Estas ondas interfieren entre sí y producen máximos y mínimos. En el caso de difracción se tienen dos casos:  Difracción de Fraunhofer: se produce con frentes deondas incidente paralelos y observando la difracción a una distancia lejana del elemento difractor.  Difracción de Fresnel: esta se produce cuando la fuente y/o pantalla de observación está cerca del objeto o abertura que difracta. En este caso los frentes de onda no son planos. Consideremos una rendija rectangular muy estrecha de ancho b y largo de modo que podemos ignorar los efectos de losextremos y que además la onda incidente sea normal al plano de la rendija. Según al Principio de Huygens, cuando la onda incide en la rendija, todos los puntos de la abertura se convierten en fuentes de ondas secundarias que denominamos ondas difractadas. Observando las ondas difractadas, a diferentes ángulos respecto a la dirección de incidencia, encontramos que en ciertas direcciones de incidenciasu intensidad es nula.

Figura 1: Esquema representativo de la difracción de Fresnel y Fraunhofer.

Rendija rectangular

Figura 2: Esquema de onda plana difractada en una rendija rectangular de ancho b.

Estas direcciones están dadas por la relación:

Condición constructiva:

de

franjas

brillantes

o

interferencia

Entonces la intensidad es cero para:

Condicióndestructiva:

de

franjas

oscuras

o

interferencia

De la Figura 3 se tiene que:

donde Interferencia por doble rendija. Experimento de Young. Consideremos dos rendijas de ancho b y separación a de centro a centro. Cada una de estas rendijas se comporta como una fuente puntual secundaria. En cualquier punto sobre una pantalla de observación, las contribuciones de las dos rendijas sesuperponen y aunque cada una debe ser esencialmente igual en amplitud, pueden diferir significativamente en su fase. Las ondas que provienen de las dos fuentes no viajan distancias iguales para llegar al mismo punto de la pantalla de observación. La diferencia de camino, Figura 3, está dada por: es un ángulo pequeño, se cumple que . La posición lineal de los máximos y mínimos en la pantalla vienendados, respectivamente, por: Dado que

La distancia entre dos máximos o dos mínimos consecutivos es:

El Marco Teórico presentado aquí debe complementado con el estudio de los siguientes textos: La ecuación (4) supone que r1 y r2 son paralelos, es decir, se cumple que . Anexos: - Análisis y Teoría del Error Experimental

ser


   

Objetivos
Observar y medir el fenómeno de...
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