interferencia doble rendija





Facultad de Matemática, Astronomía y Física.
Año 2011

Física General IV.



Experiencia:

Interferencia por una doble rendija.

Alumnos:













1. Introducción:
En este práctico estudiaremos y analizaremos los fenómenos de interferencia de un haz de luz en principio monocromático que atraviesa una doble rendija. Al trabajo lo dividiremos en trespartes. En las dos primeras utilizaremos un láser de He-Ne y estudiaremos el patrón de interferencia primero para calcular la long de onda del haz y luego para calcular la separación de las rendijas. En la tercer parte realizaremos la experiencia de Young donde utilizando una lámpara de luz blanca observaremos y mediremos el patrón de difracción.

2. Marco Teórico:
El fenómeno de interferenciaconsiste en la suma o superposición de dos ondas que satisfacen las siguientes propiedades:
1. Las ondas que interfieren deben tener la misma frecuencia y longitud de onda.
2. Las fuentes luminosas o las ondas deben ser coherentes, es decir, deben llegar al punto donde interfieren con
una diferencia de fase constante en el tiempo.
3. Las amplitudes de las ondas deben ser iguales o casi iguales.
4.la diferencia de camino óptico entre las ondas que interfieren debe ser muy pequeña.
5. Las direcciones de propagación de las dos ondas deben formar entre sí un ángulo muy pequeño.
El patrón de interferencia consta de franjas brillantes( interferencia constructiva) si la diferencia de camino óptico
(δ) de las ondas que interfieren es un múltiplo entero de longitudes de onda: δ = nλ ; y defranjas oscuras
(interferencia destructiva) si la diferencia de camino óptico es un número impar de semi-longitudes de onda:
δ = (2n + 1)λ/2



Si analizamos el sistema formado por una doble rendija como se muestra en la figura podemos llegar a que:
La irradancia de la suma de las ondas es igual a(1)
donde
de esta ecuación podemos ver que la irradiancia total puede ser 0 en el caso de que (interferencia destructiva), o puede ser 4 cuando (interferencia constructiva).

y también podemos ver utilizando las aproximaciones que que , luego, la posición de las franjas brillantes de orden n sobre la pantalla es: ,de donde obtenemos que la distanciaentre franjas brillantes es:
(2)




3. Materiales: En el transcurso de las experiencias utilizamos un láser de Ne-He, plaquetas con dobles rendijas, lámpara, diafragma, plaquetas para utilizar de filtros de colores, fuente variable, cinta métrica, regla milimetrada, hojas blancas lisas.4. Procedimientos:
Experiencia 1: El objetivo principal de esta experiencia es el de determinar la longitud de onda de un haz de luz proporcionado por un láser de Ne-He, para ello armamos el sistema que se muestra en la figura 2 donde se puede ver al láser alineado de manera tal que el haz atraviese la plaqueta que posee la doble rendija, de esta forma el haz se divide en dos nuevasfuentes que al incidir sobre una pantalla, que en nuestro caso fue una hoja de papel nos deja ver el patrón de difracción. Nosotros utilizamos una hoja de papel como pantalla a la cual la colocamos a unos dos metros aproximadamente para poder marcar sobre ella las distancias entre las bandas brillantes, colocamos la pantalla a esta distancia de las rendijas para reducir el error cometido por laaproximación de Fraunhofer. Las mediciones fueron tomadas desde el centro de una banda brillante hasta el centro de la contigua y a estas mediciones las hicimos para varias bandas y para tres rendijas de diferentes características para obtener resultados significativos. Hay que notar que la apreciación del instrumento de medición (regla graduada en milímetros) nos proporciona un error de magnitud...