Caracterización de una onda electromagnética



Caracterización de una onda electromagnética

Laboratorio 2, Departamento de Física, pabellón 1, Facultad de Ciencia Exactas y Naturales, Buenos Aires
Miércoles 8 a 14 hs


Resumen:
En este informe nos encargaremos de estudiar las ondas electromagnéticas. A lo largo de cuatro experiencias logramos caracterizar una onda electromagnética proveniente de un laser Helio-Neón, la longitudde coherencia de un laser de diodos, y mediante el interferómetro de Michelson logramos calcular el grosor de un pelo.
Entre los resultados obtenidos encontramos queel de la longitud de onda para el laser Helio-Neón es de= (660 ± 70) nm, que se ajusta al dado por el fabricante. También podemos observar que el grosor del pelo medido con el interferómetro de Michelson nos dio de (120 ± 10) , unvalor esperable.



Introducción:
El modelo teórico a partir del cual se trabajará será el modelo ondulatorio de la luz. Es así que se entenderá a la luz como una onda electromagnética transversal cuya dirección de propagación es perpendicular al plano que conforman las direcciones de oscilación del campo eléctrico y el campo magnético.
La polarización electromagnética es un fenómeno que puedeproducirse en las ondas electromagnéticas, como la luz, por el cual el campo eléctrico oscila sólo en un plano determinado, denominado plano de polarización. Este plano puede definirse por dos vectores, uno de ellos paralelo a la dirección de propagación de la onda y otro perpendicular a esa misma dirección el cual indica la dirección del campo eléctrico.
En una onda electromagnética nopolarizada, al igual que en cualquier otro tipo de onda transversal sin polarizar, el campo eléctrico oscila en todas las direcciones normales a la dirección de propagación de la onda.
Existen diversos tipos de polarizaciones
Polarización lineal:
Polarización circular:
Polarización elíptica:
Donde es la intensidad inicial, es ladirección de propagación, es la frecuencia, es el tiempo y la distancia.
Luz natural: Cada átomo excitado emite un tren de onda polarizado durante aproximadamente . Todas las emisiones que tienen la misma frecuencia se combinarán para formar una onda polarizada resultante que persiste por y el estado de polarización global cambia de una forma totalmente impredecible.
Generalmente la luz, bien seade origen natural o artificial, no es ni completamente polarizada ni no polarizada, se puede decir que está parcialmente polarizada.
Si la luz natural incide en un polarizador lineal ideal, se transmitirá solamente la luz en un estado lineal que tendrá una orientación especifica que llamaremos el eje de transmisión del polarizador.
La irradiancia que llega al detector está dada poresta es la magnitud utilizada para describir la potencia incidente por unidad de superficie de todo tipo de radiación electromagnética donde . Entonces

Esto se conoce como Ley de Malus.
Es necesario recordar que la expresión que describe la perturbación óptica es una ecuación diferencial en derivadas parciales linealhomogénea de segundo orden

Y obedece al importante principio de superposición, la intensidad del campo eléctrico resultante, en un punto en el espacio donde dos o más ondas de luz se superponen, es igual a la suma vectorial de las perturbaciones constitutivas individuales.
Por lo tanto la interferencia óptica equivale a la interacción de dos o másondas de luz que producen una irradiancia resultante que se desvía de la suma de las irradiancias componentes.
Si dos haces deben interferir para producir una distribución estable su frecuencia tiene que ser casi igual ya que una diferencia de frecuencia significativa resultaría en un desfase de variación rápida y dependiente del tiempo que, a su vez, haría que la intensidad se promediara a...