Reflexión, Refracción, Interferencia y difracción

REFRACCIÓN:
- Un submarino ha colapsado con un iceberg. En su búsqueda un avión lanza un haz de luz al hielo, en un ángulo de 45°. ¿A qué ángulo el submarino detecta el haz de luz? Desarrolla y dibuja el diagrama resultante.
Datos del problema
Índice de refracción Aire 1.0002926
Índice de refracción Hielo 1.309
Índice de refracción Agua
1.33Ángulo del haz de luz lanzado por el avión 45°Solución












DIFRACCIÓN:
- Un laser de blu-ray a 405 nm es dirigido hacia una lámina en la que se han hecho dos rendijas, y se observa un patrón de interferencia en una pantalla situada a 1m. La tercer franja brillante está a 47mm por encima del punto en que incidiría el laser si no estuviera la rejilla. Encuentre la separación entre las dos rendijas. Presente su resultadoacorde al sistema MKS de unidades.

Datos del problema
Distancia de la pantalla
D=1 metro
Longitud de onda
λ= 405 nm = 4.05x10-7
Distancia por encima de la horizontal
y=47 mm = 0.047 m
Separación entre las dos rendijas
Orden
m=2
d=¿?

Fórmulas



Solución
Determinamos el ángulo



Determinamos la separación entre las dos rendijas




REFLEXIÓN:
- Un haz de luz se haceincidir en el interior de un diamante, produciendo la reflexión total interna. Para que esto suceda, ¿cuál es el ángulo límite para que exista éste tipo de reflexión dentro del diamante, tomando en cuenta el índice de refracción del diamante 2.42?

Ángulo crítico para la reflexión interna total

La reflexión interna total ocurrirá si el ángulo de incidencia es mayor o igual que
Aplicación dela reflexión interna total es






INTERFERENCIA:
- ¿Qué condiciones se deben cumplir para que exista el fenómeno de interferencia en un par de ondas? Dibuje cada una de las condiciones. Lecturas recomendadas: Serway, Resnick, bibliografía del curso. Tip: Son tres condiciones a presentar.

La interferencia ocurre en cualquier situación en la que dos o más ondas se traslapan en elespacio, la onda total en cualquier punto y en cualquier instante está gobernada por el principio de superposición. Este principio se aplica a las ondas electromagnéticas y es el más importante de la óptica física.
El principio de superposición establece lo siguiente:
Cuando dos o más ondas se traslapan, el desplazamiento resultante en cualquier punto y en cualquier instante se encuentra sumando losdesplazamientos instantáneos que producirían en el punto las ondas individuales si cada una se presentara sola.
Luz monocromática
Hay varias maneras de producir aproximadamente luz monocromática, algunos filtros bloquean todas las longitudes de onda, salvo un intervalo muy angosto. La fuente que más se acerca a ser monocromática de todas la que se dispone actualmente es el láser. Un ejemplo esel láser de neón, que emite luz roja a 623.8 nm con un intervalo de longitud de onda del orden de 0.000001 nm, o alrededor de una parte en 109.
Interferencia Constructiva y Destructiva
Cuando se tienen dos fuentes idénticas de ondas monocromáticas, S1 y S2. Ambas producen ondas de la misma amplitud y longitud de onda λ. Además, las dos fuentes están permanentemente en fase; es decir, vibran alunísono. Esas fuentes podrían ser dos agitadores sincronizados en un tangue de agua, dos altavoces alimentados por el mismo amplificador, dos antenas de radio energizadas por el mimo transmisor o dos agujeros pequeños o ranuras en una pantalla opaca, iluminada por la misma fuente de luz monocromática.
Interferencia Constructiva

Cuando dos ondas o más fuentes llegan en fase a un punto, laamplitud de onda resultante es la suma de las amplitudes de las ondas individuales; éstas se refuerzan una a la otra. Esto se llama interferencia constructiva r1 es la distancia que hay entre S1 y cualquier punto P, y r2 la distancia que hay entre S2 y P. para que en P ocurra la interferencia constructiva, la diferencia de las trayectorias r2-r1 para las dos fuentes debe ser un múltiplo entero de la...