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INSTITUTO TECNOLÓGICO DE DURANGO

EDUCACIÓN A DISTANCIA

Mediciones con óptica física

METROLOGÌA Y NORMALIZACIÒN

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INTERFERENCIA. Fenómeno de combinación de las longitudes de onda de dos fuentes luminosas, cuyo resultado es la suma algebraica de la amplitud y frecuencia de las ondas luminosas. INTERFERÓMETROS Son instrumentosque realizan mediciones físicas (ángulos, distancias y longitudes de onda) a partir de los fenómenos de interferencia de la luz (suma algebraica de longitudes de onda) proveniente de una misma fuente luminosa. Los interferómetros son instrumentos para medir longitudes de ondas de luz, radio, sonido, etc., y para efectuar otras observaciones de precisión aprovechando el fenómeno de la interferenciade las ondas; el instrumento divide un haz de ondas homogéneas en dos o más rayos por medio de dispositivos adecuados como espejos semitransparentes y los dirige por trayectorias distintas. Por ejemplo uno a través a de la sustancia que se desea examinar y otro por el aire. En el detector del instrumento se vuelven a combinar estos rayos: la intensidad de las ondas superpuestas es mayor dondeestán en fase, y viceversa. Esta comparación de fases permite medir desde las longitudes pequeñísimas de ciertas ondas hasta el diámetro de una estrella o la separación entre 2 estrellas dobles. El interferómetro tiene muchas aplicaciones en cristalografía, acústica, astronomía, etc. MEDICION ANGULAR. INTERFERÓMETRO DE MICHELSON Dado un objeto luminoso lejano, por ejemplo la estrella betelgese, cuyaseñal luminosa llega a nosotros como un cono lumínico de ángulo alfa que puede determinarse con el siguiente interferómetro: INTERFERÓMETRO DE MICHELSON El haz de luz de la fuente S incide sobre la lámina semitransparente P1, recubierta de una tenue capa de plata (esta capa se muestra en la figura con puntos). La mitad del flujo luminoso incidente es reflejada por la lámina p1 en la dirección delrayo 1, la otra mitad pasa a través de la lámina y se propaga en la dirección del rayo 2. El haz 1 se refleja en el espejo m1 y retorna a p1, donde se divide en dos haces de igual intensidad. Uno de ellos pasa a través de la lámina y forma el haz 1´, el otro se refleja en dirección a S; éste haz no nos va a interesar más. El haz 2, después de reflejarse en el espejo M2, también retorna a la láminaP1, donde se divide en dos partes: el haz 2´ reflejado en la capa semitransparente, y otro haz que pasa a través de dicha capa, el cual tampoco volverá a interesarnos. Los haces de luz 1´ y 2´ tienen la misma intensidad.
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Si se cumplen las condiciones de coherencia temporal y espacial, los haces 1´ y 2´ seinterferirán. El resultado de la interferencia depende de la diferencia de marcha óptica desde la lámina P1 hasta los espejos M1 y M2 y viceversa. El rayo 2 atraviesa el espesor de la lámina tres veces; el rayo 1 sólo una vez. Para compensar la diferencia de marcha óptica de las distintas longitudes de onda que a costa de esto se produce (debido a la dispersión), en el camino del rayo 1 se interponeuna lámina P2, igual a P1, pero sin recubrimiento de plata. Con esto se igualan los caminos de los rayos 1 y 2 en el vidrio. La figura de interferencia se observa con el anteojo A. Sustituyamos mentalmente el espejo M2 por la imágen virtual M2´ en la lámina semitransparente P1. Entonces se puede considerar que los rayos 1´ y 2´ aparecen como resultado de la reflexión en una lámina transparentelimitada por los planos M1 y M2´. Valiéndose de los tornillos correctores W1 se puede variar el ángulo entre éstos planos, en particular, se pueden colocar rigurosamente paralelos uno al otro. Girando el tornillo micrométrico W2 se puede desplazar suavemente el espejo M2, sin cambiar su inclinación. Con esto se puede variar el espesor de la "lámina", en particular, se puede hacer que los planos...