Experiencias

UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA METROPOLITANA
FACULTAD DE CIENCIAS NATURALES, MATEMÁTICAS
Y DEL MEDIO AMBIENTE

UTEM

Departamento de Física

GUÍA DE LABORATORIO
FÍSICA MODERNA

FIS-641

Coordinación Sra. Myriam Morales Ríos

Derechos Reservados, Departamento de Física UTEM

Primer Semestre 2012

UNIVERSIDAD TECNOLOGICA METROPOLITANA
DEPARTAMENTO DE FÍSICA
LABORATORIO DE FISICAMODERNA FIS 641
EXPERIENCIA N ° 1 INTERFEROMETRIA
OBJETIVO:
- Analizar y comprender el fenómeno de interferencia entre dos rayos de luz monocromática
coherentes.
- Encontrar la longitud de onda de un rayo láser mediante el experimento de Michelson - Morley.
INTRODUCCION:
Antiguamente se pensaba toda onda debía propagarse a través de algún medio, sin embargo la luz
puede hacerlo aún a travésdel vacío y es así como nace el concepto del éter, entendido como el
medio en el cual se propagaría la luz.
La importancia histórica del experimento de Michelson – Morley (1887) radica en el hecho de que
permitió desechar la hipótesis del éter.
En esta experiencia usaremos una versión compacta del interferómetro utilizado en el experimento
de Michelson – Morley. Este aparato fue inventadopor Albert Abraham Michelson (ganador del
premio Nobel de física en 1907) y su funcionamiento se basa en la interferencia de dos rayos de
luz coherentes, esto es, que su diferencia de fase permanece constante en el tiempo.
Este dispositivo permite medir pequeñas distancia con una precisión del orden de la longitud de
onda de la luz utilizada.
EXPERIMENTO DE MICHELSON PARA MEDIR
DISTANCIASPEQUEÑAS
Una haz de luz láser de longitud de onda , incide
sobre un espejo semi-transparente (beam -splitter) 1)
cuya función es separar el haz de luz en dos rayos
coherentes R1 y R2 por reflexión y transmisión
respectivamente ( figura 1).
El rayo R1 llega a un espejo fijo (M1) para luego volver
a reflejarse y finalmente llegar a la pantalla (S).
El rayo R2 transmitido a través del beamsplitter llega
a un espejo móvil (M2) para luego reflejarse y llegar a
la pantalla (S).
Sobre la pantalla (S) llegan los dos rayos R1 y R2. Si
estos coinciden en el espacio, entonces se va a
producir interferencia generando un patrón de
interferencia característico que consiste de una serie
de anillos luminosos concéntricos.
2

La diferencia de fase entre los rayos R1 y R2 va a dependerde la diferencia de camino óptico entre
ambos rayos. Es así que al variar el camino recorrido por el rayo R 2, moviendo el espejo M2
mediante el tornillo micrométrico (T), se observa la aparición de anillos luminosos que emergen
desde el centro conforme varia la distancia d. Este efecto es producido debido a las sucesivas
interferencias constructivas y destructivas al ir variando la diferenciade camino óptico entre los dos
rayos. (Fig. 2)
Si el espejo M2 se mueve una distancia d, entonces el aumento de camino óptico del rayo R2 es 2d,
pues debe considerarse el aumento en el camino de ida y en el de vuelta del rayo R 2 al reflejarse
sobre el espejo móvil M2

Interferencia de dos rayos de luz. En (a) interferencia constructiva: los rayo s llegan en fase a
la pantalla

2d  mdestructiva ( 2d

(d = mλ; m = 0,1,…) y en (b) llegan en contrafase, interferencia

1
 (m  ) ; m = 0,1,…)
2

La condición para que ocurra interferencia constructiva es que la diferencia de camino óptico sea
igual a un múltiplo entero de la longitud de onda de la luz, es decir,

2d  m

(1)

Al variar d mediante el tornillo micrométrico T aparecerá un anillo brillante cadavez que se cumpla
la relación (1). Es así que al variar d y registrar el número de anillos emergentes, es posible
determinar la longitud de onda de la luz láser una precisión del orden de la longitud de onda de la
luz (menos de un micrómetro) de acuerdo a la relación.

2d  N

(2)

d: distancia de recorrido del espejo móvil.
λ: longitud de onda del láser
N: Número de anillos luminosos...