Interferencias de haz de laser

INTRODUCCION
Alrededor del año 1800, Thomas Young realizó un experimento que produjo un fenómeno inexplicable en términos de la teoría “corpuscular” de la luz. Observó la imagen que producía la luz al pasar primero a través de una rendija y luego a través de dos rendijas muy cercanas entre sí, una paralela a la otra. Utilizó luz filtrada de un arco de mercurio para asegurase de trabajar con luzlo más monocromática posible. De este modo Young observó una serie de áreas iluminadas y oscuras, y observó además que un cierto punto en la pantalla se iluminaba cuando una de las rendijas era tapada mientras que se convertía en un punto oscuro cuando ambas rendijas estaban descubiertas. En otras palabras observó que “luz + luz” a veces produce una zona iluminada y otras una zona oscura. Si laluz tuviese una naturaleza corpuscular, como sostenían la mayoría de los físicos de entonces, el fenómeno descubierto por Young no tendría una explicación acertada.

OBJETIVOS
Observar el fenómeno de interferencia de la luz del láser al pasar por una red de difracción.
Determinar la longitud de onda de un láser.

FUNDAMENTO TEORICO
Existen dos fenómenos físicos de gran importancia quepermiten diferenciar las ondas de las partículas, ellos son la Interferencia y la Difracción. Newton postuló la Teoría Corpuscular de la luz: “Todas las fuentes luminosas emiten pequeñas partículas materiales que se propagan en línea recta a gran velocidad”. Esta teoría explica satisfactoriamente algunos fenómenos luminosos, pero no otros, como la difracción y la interferencia, los cuales sólo puedenser explicados suponiendo que la luz se propaga como una onda. Los experimentos realizados por Thomas Youngen 1801, mostraron el carácter ondulatorio de la propagación de la luz. Entonces, si la luz se propaga como una onda, debe ser posible producir difracción de luz e interferencia entre dos ondas luminosas. Cuidado, lo que se afirma en el párrafo anterior es que la luz se propaga como una onda, y no que ella sea una onda. En efecto, cuando la luz interactúa con la materia lo hace como si fueran partículas. Un ejemplo del comportamiento corpuscular de la luz al interactuar con la materia es el efecto fotoeléctrico (lo verá en Física Moderna).

Interferencia
La interferencia es una propiedad característica de las ondas, que consiste en la superposición de dos o más ondas que seencuentran en el mismo punto del espacio. Para observar la interferencia de ondas procedentes de dos fuentes luminosas es necesario que ambos haces sean coherentes (que la diferencia de fase entre ambos sea constante) y tengan la misma longitud de onda.
Un haz de luz es el resultado de millones de átomos que radian independientemente y por lo general dos fuentes de luz no son coherentes. Para obtenerdos o más haces de luz coherentes se divide un haz en dos o más. El láser es la fuente de luz más utilizada en el laboratorio. Consiste básicamente en un dispositivo que genera luz de longitud de onda fija y constante. Para su utilización deben tomarse algunas medidas de precaución. El experimento de Young consiste en hacer pasar un haz de luz monocromática por dos ranuras que están a unadistancia bastante pequeña entre sí, de manera que se producen dos haces coherentes, que al superponerse darán un patrón de interferencia.

En la figura se presenta un esquema, donde la figura F1 y F2son las dos pequeñas ranuras, separadaspor una distanciad, cada una de las cuales actúa como fuente puntual. El puntoP, situado en el eje Y, es un punto en la pantalla donde se observa el patrón deinterferenciaQes el punto medio entre las ranuras; QP es la distancia desde el centro hasta el punto P; L es la distancia desdelas ranuras hasta la pantalla;θes el ángulo entre QP y Q0; r1es la distancia que recorre el haz 1 hasta el punto P y r2es la distancia que recorre el haz 2 hasta el punto P. Entonces,

∆r = r2– r1...