Física Moderna: Interferometría.



Índice de Contenidos:


Índice de Contenidos: 2
Resumen 3
Objetivos 3
1.-Marco Teórico 4
2.-Desarrollo Experimental 6
2.1.-Listado de Materiales 6
2.2.-Esquema Montaje 6
2.3.-Descripción del experimento 8
8
3.-Resultados 9
4.-Análisis 12
Conclusiones 13
Bibliografía 15

Resumen


En 1887, Michelson-Morley desecha la hipótesis del éter, entendido como elmedio en el cual se propagaría la luz. En la experiencia se usará una versión compacta del interferómetro, el funcionamiento de este instrumento se basa en la interferencia de dos rayos de luz coherentes, esto es, que su diferencia de fase permanece constante en el tiempo. Se permite medir pequeñas distancias con una precisión del orden de la longitud de onda de la luz utilizada, en este caso, unláser y su error porcentual según los datos.


Objetivos


1. Analizar y comprender el fenómeno de interferencia entre dos rayos de luz monocromática coherentes.

2. Encontrar la longitud de onda (λ) de un rayo láser mediante el experimento de Michelson-Morley.
1.-Marco Teórico

El interferómetro de Michelson-Morley consiste básicamente en una fuente láser, la cual al encontrarse undivisor de haz, es separada en dos frentes de onda idénticos, propagándose en direcciones perpendiculares. Estos haces se reflejan en espejos planos, volviéndose a recombinar tras el divisor de haz. Si los espejos estuviesen situados a la misma distancia del divisor de haz, entonces, despreciando las diferencias debidas al espesor del espejo, los haces recombinarían en fase, y no se obtendría ningúnpatrón de interferencia.

Si se alejan los espejos, entonces las diferencias de camino óptico producirán franjas de interferencia, que dependerán tanto de la distancia entre los espejos como de la longitud de onda de la radiación utilizada. Por esta razón, el interferómetro se utiliza tanto para determinar distancias como para determinar longitudes de onda.
Así, hasta el observador llegan doshaces, que poseen una diferencia de fase dependiendo del punto de observación y fundamentalmente de la diferencia de camino óptico entre ambos rayos. Esta diferencia depende de la posición del carro que contiene al espejo móvil.
El observador ve una serie de anillos, y, al desplazar el espejo móvil unos micrómetros es suficiente como para observar que los anillos se van corriendo; van apareciendounos y desapareciendo los que están en la punta opuesta.

En base a la cantidad de anillos que se desplazan y a la longitud de onda de la luz es posible calcular la distancia que se movió el espejo móvil con una precisión del orden de la longitud de onda de la luz (menos de un micrómetro), o conociendo la distancia que se movió el espejo móvil y la cantidad de anillos que se desplazaron se puedeobtener la longitud de onda del láser (experimento que se realizó en el laboratorio). Por tanto, moviendo el espejo móvil a una distancia d y contando n, el número de veces que el patrón de interferencia vuelve a ser como inicialmente, se puede calcular la longitud de onda de la luz.

Ocurre interferencia constructiva; cuando ambos rayos llegan en fase a la pantalla formando círculosconcéntricos.
2d = m λ (m = 0, 1, 2,…)
Ocurre interferencia destructiva; cuando ambos rayos llegan en contrafase a la pantalla.
2d = (m + ½) λ (m = 0, 1, 2,…)

El valor de la longitud de onda está dado por la cantidad de anillos luminosos emergentes en la pantalla al variar la distancia d:
2d = n λ => λ = 2d/n
Donde:
d = Distancia de recorrido del espejo móvil. λ = Longitud de ondadel láser.
n = Número de anillos luminosos emergentes.
2.-Desarrollo Experimental

2.1.-Listado de Materiales

1. Interferómetro con sus accesorios.
2. Equipo Láser.
3. Pantalla (en este caso usaremos una hoja blanca).
4. Riel óptico.
5. Lente Convergente.
6. Láser.
7. Plumón marcador. (se utilizará en la hoja blanca).


2.2.-Esquema Montaje


Ilustración 1: Esquema del...