Interferencia De Ondas Luminosas

| 2012 |
| FISICA MODERNA
Nestor Noel Ramírez de la Cruz
INTERFERENCIA DE ONDAS LUMINOSASINGENIERIA ELECTRICA |

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INTERFERENCIA DE ONDAS LUMINOSAS

Cuando se habla de interferencia asociada a ondas luminosas, se está haciendo referencia a la combinación de campos electromagnéticos que constituyan las ondas individuales. Para realizar observaciones de interferenciasostenida en ondas luminosas se debe cumplir ciertas condiciones:
a) las fuentes deben ser coherentes, lo que implica mantener una fase constante entre sí. b) las fuentes deben ser monocromáticas, lo que implica una sola longitud de onda.

Con el fin de producir un patrón, las ondas individuales deben mantener una relación de fase constante entre sí. Si esto se da, se dice entonces que lasfuentes son coherentes.

Un método común para producir fuentes de luz coherente consiste en emplear una fuente monocromática para iluminar una pantalla que contiene dos aberturas en forma de rendija, la luz que sale de una de las dos rendijas es coherente ya que es una sola fuente la que produce el haz luminoso original, las dos rendijas sirven para separar el haz original en dos partes.EXPERIMENTO DE LA DOBLE RENDIJA DE YOUNG

Thomas Young, médico y físico inglés (1773-1829), en 1803 demostró que cuando la luz pasa a través de una rendija estrecha se forman bandas brillantes en una zona que sería oscura si la luz no se curvara. Realizó el experimento de la doble rendija, el que demostraba que dos rayos de luz pueden combinarse para producir franjas alternas brillantes y oscuras. Laspartes oscuras se explican con la teoría ondulatoria de la luz (cancelación de los rayos).

El experimento de Young consiste en hacer pasar un haz de luz coherente por dos ranuras, las que están a una distancia bastante pequeña entre sí, de esta manera la superposición de los dos nuevos haces generados por la difracción en cada una de las ranuras, se tenga una interferencia producida por dosemisores puntuales de base.
LASER He-Ne
LASER He-Ne



En la figura se presenta un esquema del montaje experimental. S1 y S2 son dos ranuritas separadas por una distancia d, siendo B el punto medio. La pantalla P se ubica a una distancia L perpendicular a la pantalla que tienen las ranuritas, F es la fuente monocromática. De este modo las ondas que emergen de S1 y S2 tienen lamisma frecuencia, amplitud y están en fase.

d
A
r2
r1

r2 – r1 = d sen = a
d
A
r2
r1

r2 – r1 = d sen = a
P
d B

O
S
2
S
1
L
r2
r1
PANTALLA
P
d B

O
S
2
S
1
L
r2
r1
PANTALLA

Una onda de la ranura inferior viaja una distancia más lejos igual a = d sen , llamada diferencia de trayectoria, esta ecuación supone que r1 y r2 son paralelas, lo quees aproximadamente cierto por ser L d, L es del orden en metros y d en décimas de milímetro. Como S1P es casi paralelo S2P, entonces S1A es casi perpendicular a S2P, por lo tanto el ángulo se repite en S1 y los triángulos S1S2A y BOP son semejantes, entonces:



Si el punto P está ubicado sobre un nodo, entonces:



Podemos decir que:

Para que la interferencialuminosa sea observada, es preciso que se cumplan ciertas condiciones, algunas de las cuales son inherentes a la naturaleza de la luz y otras se deben satisfacer para que el fenómeno sea observado permanentemente. Estas son:
a) Las ondas que interfieren deben tener la misma frecuencia y longitud de onda.
b) Las fuentes luminosas o los haces deben ser coherentes, es decir, deben llegar al punto dondeinterfieren con una diferencia de fase que no cambie en el tiempo.
c) Las amplitudes de las ondas deben ser iguales o casi iguales.
d) Las ondas deben tener la misma polarización.
e) La diferencia de camino óptico entre las haces que interfieren debe ser muy pequeña.
f) Las direcciones de propagación de las dos ondas casi deben coincidir, o sea, los frentes de ondas deben formar entre sí...