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Interferómetro de Michelson: Uso en mediciones de longitudes de onda. (17 de Abril 2012)
L. Castellanos, G. García, M. Granados, A. Moreno
Resumen.- En el presente artículo, se ha desarrollado una metodología para lograr medir la longitud de onda, utilizando para el caso, ondas electromagnéticas, en base al arreglo ideado por el físico Michelson, con miras a abordar la temática desde el puntode vista de los patrones de interferencia. En el artículo siguiente, se hará una síntesis acerca de lo que es el interferómetro, y sobre las características de las ondas electromagnéticas, y de cómo nos valdremos de estas para cumplir nuestro objetivo, mediante mediciones directas de λ.
I. Introducción.
Generalmente, cuando hablamos de medir longitudes de onda (λ), tendemos a pensar en lasondas estacionarias en una cuerda, esto debido a que poseen un fuerte factor visual. Sin embargo, debemos recordar que existen también ondas que no podemos percibir por medio de la vista, pero si por medio de diversos aparatos de medición. Para el caso, se hará uso del interferómetro de Michelson para realizar mediciones directas de λ; sin embargo, es importante recordar que no es la única forma deutilizar el interferómetro para este fin, ya que, por medio de diversos cálculos respecto a una medición (multiplicaciones y divisiones principalmente, según la cantidad de máximos en la distancia medida), es posible encontrar siempre este valor [4],[5].
El interferómetro de Michelson, fue diseñado en un principio para medir las velocidades del “viento de éter”, motivo por el cual, consistía enuna mesa giratoria (para captar en diferentes ángulos las direcciones y velocidades de este viento), en la cual se utilizaban unos espejos semirreflectantes, y reflejantes para dividir la luz emitida por una fuente, y luego volver a unir estas partes, con el objetivo de crear patrones de interferencia. La idea en sí, era que, al existir la influencia de los vientos de éter, la velocidad de la luz enuno de los patrones debería variar respecto al otro, por lo que, con diferentes ángulos, debía conseguirse lapsos diferentes de tiempo en los cuales, se percibía la unión de cada uno de los patrones en el detector, sin embargo, al no verse esta variación en el tiempo, se determino la inexistencia del éter.

Figura 1. Arreglo del interferómetro de Michelson.
En el arreglo de Michelson, se lograla interferencia de ondas gracias a que el espejo semirreflectante del centro refleja una parte de la luz, y refracta el resto, siendo aquí donde se forman los dos rayos, y luego, con los espejos se reflejan los rayos de nuevo hacia el centro, y en esta segunda colisión con el espejo semirreflectante que se logra la interferencia de ondas, la cual puede ser destructiva (cuando existan mínimos) obien, de tipo constructiva (cuando se dan los máximos).
Como bien hemos dicho, el interferómetro sirve exactamente para crear patrones de interferencia, por lo que, si usamos un tipo de onda diferente a la luz, esta sufriría el mismo efecto si se utilizan los materiales adecuados; en este caso en particular, hemos utilizado una onda electromagnética, las cuales se caracterizan por producir unvector de campo magnético, y un vector de campo eléctrico a su paso, teniendo la particularidad, de que son perpendiculares entre sí.

Figura 2. Imagen que muestra una onda electromagnética junto con su longitud de onda respectiva.
Como lo que deseamos conocer en esta ocasión, es la longitud de onda, nos basaremos en el vector eléctrico producido por la onda y consecuentes mediciones delongitudes, lo cual, se explicara detalladamente a continuación.
II. Metodología Experimental.
En primer lugar, especificaremos los instrumentos utilizados para lograr medir λ, por medio del interferómetro de Michelson:
Emisor de microondas de 0.01 W.
1 Goniómetro.
3 Placas metálicas (a utilizar como reflejantes o refractantes).
El arreglo, se debe disponer de la siguiente forma:

Figura 3....