Interferometro de Michelson

Interferencia en películas delgadas.

Propósitos:
Profundizar en el concepto de interferencia de la luz, estudiando algunos fenómenos cotidianos donde aparece color por interferencia.


Introducción
Seguramente alguna vez has visto manchas de aceite sobre pavimento mojado y te has preguntado a qué se deben. El mismo fenómeno sucede en las plumas de los pavoreales, las cualesfrecuentemente se usan en arreglos florales o centros de mesa. Estos son ejemplos de un fenómeno conocido como interferencia en películas delgadas, lo que quiere decir que la causa del color es la interferencia de la luz.
En tu curso de Física IV, estudiaste o estás estudiando interferencia de la luz. Por tanto, recordemos lo más importante de este fenómeno. Cuando dos o mas ondas se encuentran en un mismolugar del espacio, “se suman” y dan lugar a una sola onda. Este “sumar” las ondas, técnicamente, se llama superposición. Las características de la onda resultante dependen de las características de las ondas que se están superponiendo, en particular, de su longitud de onda (o frecuencia, recuerda que están relacionadas por la formula c=λf, donde c es la velocidad de la luz, λ es la longitud deonda y f es la frecuencia) y su amplitud, pero también de cuanto llega retrasada una respecto de la otra. El retraso se llama diferencia de fase. Esta cantidad será muy importante cuando expliquemos el color en las películas delgadas.



Foto 1. Manchas de aceite sobre pavimento
Mojado.

Foto 2. Pluma de pavoreal

Actividad 1:
Ve a la siguiente página web y experimenta con el applet:http://intranet.frsfco.utn.edu.ar/gfiv/temas/interf_de_ondas_sinusoidales/home_2.htm Este applet te permite variar la longitud de onda (entre 0 y 197), la amplitud (entre 0 y 44) y la fase(entre 0 y 356) de las dos ondas que se superponen (las ondas de color verde), sin embargo, para la explicación del fenómeno que estamos estudiando, sólo necesitamos variar la fase (después aclararemos elporqué). La onda de abajo es la resultante de la superposición (o interferencia) de las dos ondas de arriba (La onda de color azul). Por consiguiente, escoge un valor de longitud de onda y un valor para la amplitud, y ponlo en ambas ondas; luego empieza a variar la fase en una de ellas. Contesta las siguientes preguntas.

1. ¿Que sucede cuando las ondas están en fase, es decir, cuando ambas tienenel mismo valor de la fase? Cuenta el número de cuadros que tiene de alto cada onda —la amplitud—. ¿Qué relación tiene la amplitud de las ondas con su resultante?
2. Varía ahora la fase de una de las ondas, dejando la otra fija. ¿Qué sucede con la onda a la que le cambias su fase? ¿En que valor de la fase la onda resultante es nula (una línea)?
3. Cuando la onda resultante tiene una amplitudmayor que las ondas que se superponen se dice que la interferencia es constructiva. Cuando la onda resultante tiene una amplitud menor que las ondas que se superponen, la interferencia es destructiva. Deja una de las fases fijas y varia la otra. ¿Para que valores de fase tenemos interferencia constructiva? ¿Y destructiva? ¿Qué valor de fase nos da la mejor interferencia, es decir, la onda resultantecon la mayor amplitud? ¿Y cual valor nos da la menor amplitud posible? Cuando logramos la mayor amplitud posible en la onda resultante, se dice que tenemos interferencia constructiva total. Si tenemos interferencia constructiva, pero no es la mejor, le llamamos interferencia constructiva parcial. Si, en cambio, tenemos la menor amplitud posible en interferencia destructiva, se dice que tenemosinterferencia destructiva total. Cuando la destrucción no es total se habla de interferencia destructiva parcial.

Después de contestar estas preguntas, discútelas con tus compañeros y con el profesor.

Las conclusiones importantes son las siguientes (si tienes duda en la veracidad de alguna, puedes volver al applet y verificarlas):
1. Cuando las ondas están en fase, la amplitud de la onda...