Análisis De Interferogramas
Páginas: 13 (3075 palabras)
Publicado: 31 de enero de 2013
Análisis de interferogramas
Interferómetro Michelson
El interferómetro de Michelson, inventado por Albert Abraham Michelson es un interferómetro que permite medir distancias con una precisión muy alta. Su funcionamiento se basa en la división de un haz coherente de luz en dos haces para que recorran caminos diferentes y luego converjan nuevamente en un punto. De esta forma se obtiene loque se denomina la figura de interferencia que permitirá medir pequeñas variaciones en cada uno de los caminos seguidos por los haces. Este interferómetro fue usado por Michelson junto con Edward Morley para probar precisamente la existencia del éter, en el famoso experimento de Michelson y Morley.
Configuración
En un principio, la luz es dividida por una superficie semiespejada (o divisor dehaz) en dos haces. El primero es reflejado y se proyecta hasta el espejo (arriba), del cual vuelve, atraviesa la superficie semiespejada y llega al detector. El segundo rayo atraviesa el divisor de haz, se refleja en el espejo (derecha) luego es reflejado en el semiespejo hacia abajo y llega al detector.
El espacio entre el semiespejo y cada uno de los espejos se denomina brazo del interferómetro.Usualmente uno de estos brazos permanecerá inalterado durante un experimento, mientras que en el otro se colocarán las muestras a estudiar.
Hasta el observador llegan dos haces, que poseen una diferencia de fase dependiendo fundamentalmente de la diferencia de camino óptico entre ambos rayos. Esta diferencia de camino óptico puede depender de la posición de los espejos o de la colocación dediferentes materiales en cada uno de los brazos del interferómetro. Esta diferencia de camino hará que ambas ondas puedan sumarse constructivamente o destructivamente, dependiendo de si la diferencia es un número entero de longitudes de onda (0, 1, 2,...) o un número entero más un medio (0,5; 1,5; 2,5; etc.) respectivamente.
En general se emplean lentes para ensanchar el haz y que sea fácilmentedetectable por un fotodiodo o proyectando la imagen en una pantalla. De esta forma el observador ve una serie de anillos, y al desplazar uno de los espejos notará que estos anillos comienzan a moverse. En esta forma se puede explicar la conservación de la energía, ya que la intensidad se distribuirá en regiones oscuras y regiones luminosas, sin alterar la cantidad total de energía.
Aplicaciones1) Longitud de Coherencia:
El tiempo de coherencia (Δt) de una fuente luminosa se define "vagamente" como el lapso durante el cual se puede predecir la fase de una onda en un punto del espacio.
La longitud de coherencia (c Δt) da una noción del máximo camino óptico que puede haber entre 2 puntos del espacio de forma tal que pueda correlacionarse la diferencia de fase. En los puntos que seencuentran a distancias mayores, la diferencia de fase varía muy rápidamente con el tiempo por lo que no pueden apreciarse fenómenos tales como la interferencia. La longitud de coherencia se estima midiendo la distancia en la que se puede mover el espejo M2 sin perder el patrón de interferencia.
2) Líneas del Sodio:
El Na se caracteriza por 2 líneas en el visible muy cercanas cuya longitud deonda promedio es de 589,3 nm [2]. En este sentido se intenta determinar la diferencia de las 2 longitudes de onda. De la ecuación 1, se deduce que hay interferencia constructiva siempre que 2 d Cos[θ] = m0 ʎ0
Considerando que se observa el centro del patrón, esta ecuación se reduce a 2d = m0 ʎ0 (3)
Dado que el Sodio emite en 2 longitudes de onda, los máximos de interferencia para cada una, noocurren necesariamente a la misma distancia d. Para algunas distancias, los máximos correspondientes a una longitud de onda se superponen con los mínimos de la otra, resultando una figura de interferencia con mínimo contraste.
Cuando se superponen los máximos de cada longitud de onda se puede apreciar una imagen de interferencia bien nítida. La distancia d, a la que esto ocurre se relaciona...
Interferómetro Michelson
El interferómetro de Michelson, inventado por Albert Abraham Michelson es un interferómetro que permite medir distancias con una precisión muy alta. Su funcionamiento se basa en la división de un haz coherente de luz en dos haces para que recorran caminos diferentes y luego converjan nuevamente en un punto. De esta forma se obtiene loque se denomina la figura de interferencia que permitirá medir pequeñas variaciones en cada uno de los caminos seguidos por los haces. Este interferómetro fue usado por Michelson junto con Edward Morley para probar precisamente la existencia del éter, en el famoso experimento de Michelson y Morley.
Configuración
En un principio, la luz es dividida por una superficie semiespejada (o divisor dehaz) en dos haces. El primero es reflejado y se proyecta hasta el espejo (arriba), del cual vuelve, atraviesa la superficie semiespejada y llega al detector. El segundo rayo atraviesa el divisor de haz, se refleja en el espejo (derecha) luego es reflejado en el semiespejo hacia abajo y llega al detector.
El espacio entre el semiespejo y cada uno de los espejos se denomina brazo del interferómetro.Usualmente uno de estos brazos permanecerá inalterado durante un experimento, mientras que en el otro se colocarán las muestras a estudiar.
Hasta el observador llegan dos haces, que poseen una diferencia de fase dependiendo fundamentalmente de la diferencia de camino óptico entre ambos rayos. Esta diferencia de camino óptico puede depender de la posición de los espejos o de la colocación dediferentes materiales en cada uno de los brazos del interferómetro. Esta diferencia de camino hará que ambas ondas puedan sumarse constructivamente o destructivamente, dependiendo de si la diferencia es un número entero de longitudes de onda (0, 1, 2,...) o un número entero más un medio (0,5; 1,5; 2,5; etc.) respectivamente.
En general se emplean lentes para ensanchar el haz y que sea fácilmentedetectable por un fotodiodo o proyectando la imagen en una pantalla. De esta forma el observador ve una serie de anillos, y al desplazar uno de los espejos notará que estos anillos comienzan a moverse. En esta forma se puede explicar la conservación de la energía, ya que la intensidad se distribuirá en regiones oscuras y regiones luminosas, sin alterar la cantidad total de energía.
Aplicaciones1) Longitud de Coherencia:
El tiempo de coherencia (Δt) de una fuente luminosa se define "vagamente" como el lapso durante el cual se puede predecir la fase de una onda en un punto del espacio.
La longitud de coherencia (c Δt) da una noción del máximo camino óptico que puede haber entre 2 puntos del espacio de forma tal que pueda correlacionarse la diferencia de fase. En los puntos que seencuentran a distancias mayores, la diferencia de fase varía muy rápidamente con el tiempo por lo que no pueden apreciarse fenómenos tales como la interferencia. La longitud de coherencia se estima midiendo la distancia en la que se puede mover el espejo M2 sin perder el patrón de interferencia.
2) Líneas del Sodio:
El Na se caracteriza por 2 líneas en el visible muy cercanas cuya longitud deonda promedio es de 589,3 nm [2]. En este sentido se intenta determinar la diferencia de las 2 longitudes de onda. De la ecuación 1, se deduce que hay interferencia constructiva siempre que 2 d Cos[θ] = m0 ʎ0
Considerando que se observa el centro del patrón, esta ecuación se reduce a 2d = m0 ʎ0 (3)
Dado que el Sodio emite en 2 longitudes de onda, los máximos de interferencia para cada una, noocurren necesariamente a la misma distancia d. Para algunas distancias, los máximos correspondientes a una longitud de onda se superponen con los mínimos de la otra, resultando una figura de interferencia con mínimo contraste.
Cuando se superponen los máximos de cada longitud de onda se puede apreciar una imagen de interferencia bien nítida. La distancia d, a la que esto ocurre se relaciona...
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