difraccion 1

REDES DE DIFRACCIÓN



OBJETIVO

El objetivo de la práctica es la medida de longitudes de onda, mediante un espectrogoniómetro de red, por el método de desviación mínima. Previamente se determinará experimentalmente la constante de la red.


FUNDAMENTOS

Las redes de difracción permiten medir con gran precisión longitudes de onda, pues según la fórmula de los máximos principales, conocida laconstante de la red 2d, el ángulo de incidencia  y el de difracción  correspondiente a un máximo de orden m, se puede calcular :

En la práctica no es preciso conocer el ángulo de incidencia  si se utiliza el método de mínima desviación = -, es decir en disposición simétrica, que conduce a la expresión:
Siendo  el ángulo de mínima desviación.

Partiendo de una longitud de onda conocida,se puede determinar para ella el ángulo y así se calcula 2d, y por tanto el número de líneas hechas por unidad de longitud en la construcción de la red. Con este parámetro puede medirse cualquier .


MATERIAL

Lámpara espectral de sodio
Espectrogoniómetro
Red de difracción


PRODEDIMIENTO EXPERIMENTAL

Centrado del sistema

Antes de empezar a trabajar es preciso poner el espectrogoniómetro enestación. A continuación se coloca la red en la plataforma giratoria del goniómetro y se comprueba si coincide el retículo con su imagen, si esto no sucede es debido a que el plano de la red no es paralelo al eje de giro del goniómetro. Entonces se vuelve a actuar en los tornillos de la plataforma hasta conseguirlo.

Es preciso además que las rayas de la red sean paralelas al eje de giro delgoniómetro y a la rendija. Puede suceder que los órdenes de difracción no aparezcan centrados en el retículo del ocular, como señala la posición incorrecta de la figura 1.


Esto es debido a que aunque el plano que contiene a la red es perpendicular al eje del anteojo, las rendijas no son paralelas al eje de giro del goniómetro, como señala la figura 2.

 Representa el eje del anteojo que seráperpendicular al papel cuando el sistema esté puesto en estación.

Para llegar a la posición correcta señalada en la figura 2, se enfoca una de las rayas espectrales y se actúa en el tornillo que hace girar lateralmente a la red. Para que la rendija de entrada sea a su vez paralela al eje de giro, una vez enfocada la raya espectral, se gira la rendija hasta que su imagen se vea lo más nítidaposible.


Número de órdenes de difracción que pueden verse:

Según la ecuación (1), representando el seno del ángulo de difracción  en función del de incidencia , se obtienen rectas de pendiente negativa y ordenada en el origen m/2d. En la figura 3 se ha representado el caso para una red de 1200 líneas/mm iluminada con la raya amarilla de sodio.


Ahora bien, como los valores máximo y mínimo quepuede alcanzar el seno son +1 y -1 respectivamente, para cada ángulo de incidencia sólo se puede ver un cierto número de órdenes. Así para la red representada en la figura 3, dependiendo del ángulo de incidencia podrán llegar a verse los dos primeros órdenes de difracción.

Para comprobar esto, se sitúa la red de modo que el ángulo de incidencia sea pequeño y se giran en un mismo sentido elanteojo. Aparecerán series de rayas espectrales, a medida que se aumente el ángulo de incidencia aumentará el número de series espectrales que pueden verse.


Determinación de la constante de la red

Para determinar 2d, el método más simple es el de mínima desviación, es decir, cuando se verifica que  =-, como ya se ha señalado anteriormente en la ecuación (2). Si se mide  y se consideran conocidaslas longitudes de onda de las líneas de los dobletes verde y amarillo (que son los más nítidos para el ojo) puede determinarse la constante de la red a partir de la ecuación (2), para un orden de difracción dado, por ejemplo m=1.

Enfocada una de las rayas se gira la plataforma en un sentido, figura 4a, hasta ver que aquellas se desplazan en sentido contrario. Se anota la posición de mínima...