laboratorio de optica

LABORATORIO DE ÓPTICA
EXPERIENCIA Nº2: “INTERFEROMETRÍA”

Resumen.- La interferometría es la aplicación práctica del fenómeno de la interferencia. Después de realizar con éxito esta experiencia, Ud. deberá ser capaz de comprender algunas de las aplicaciones prácticas de la interferometría relacionadas con las mediciones de deformaciones de escala micrométrica. .
Valiéndose de un láser,lentes convergentes, espejos y un vidrio separador de haz, usted deberá montar un interferómetro de dos haces y utilizando interferometría de Speckles (o motas), medir la deformación inducida en un cuerpo.

Introducción.- El interferómetro consta de un haz de luz monocromática que proviene de una fuente de láser divergente, el cual al encontrarse con un espejo es separado en dos, uno transmitido yotro reflejado, lo que finalmente mediante los espejos nos permite observar un patrón de interferencia proyectado en una cámara o pantalla.

Para observar de mejor manera este fenómeno óptico se pueden utilizar un expansor de haz, el cual permite expandir el haz del láser a alrededor de unos centímetros para así poder observar el fenómeno.
Mediante un interferómetro de dos haces y utilizandointerferometría de Speckles (o motas), se puede medir la deformación inducida en un cuerpo. Mediante el montaje mostrado a continuación:





En el presente informe nos centramos en montar este interferómetro de dos haces y mediante interferometría de speckles, medir la deformación inducida en un cuerpo.

Resultados.- Primero Utilizando los implementos ópticos adecuados, se construyó uninterferómetro de dos haces coherentes (λ=630 nm).


Redireccionamos el haz de luz hacia el piso eléctrico donde el haz se deforma en el montaje anterior, donde se pudo observar que se amplió el haz de luz.
Procedemos a medir tanto las características de los instrumentos utilizados, que son los siguientes:
λ (nm)
P (mW)
α (°)
630
12
12,96

Siendo λ la longitud de onda del haz emitido por elláser, P la potencia del láser y α el ángulo formado entre cada lente y su proyección del haz al piso eléctrico con el patrón captado con la cámara, como se muestra en la figura:


Finalmente observando el patrón captado por la cámara en el PC, pudimos obtener distintos patrones variando el voltaje del piso eléctrico en la fuente utilizada.

Análisis.- Para realizar el análisis de laexperiencia nos centramos en las preguntas planteadas:

Capture con la cámara C una foto de la zona iluminada de la probeta S.


Aplique una “pequeña” deformación a la probeta S, y capture con la cámara C una segunda foto.
Con un potencial de 100v.
Con un potencial de 80v.


Con un potencial de 60v.
Con un potencial de 40v.
Con un potencial de 20v.


Importe ambas fotos al programamatemático de su elección y réstelas electrónicamente. Muestre el patrón de franjas resultante.

Para restarlas mediante el programa escogí dos imágenes la que tiene un potencial de 40v y la de 100v, y nos queda:

Resta de una deformación con un potencial de 40v.


Resta de una deformación con un potencial de 100v.


En ambas se pueden apreciar las franjas de interferencia generadas por losspeckles o motas mediante las cuales se pueden medir las deformaciones inducidas en el cuerpo.



A partir del patrón de franjas obtenido, en el punto anterior, dibuje mapas que muestren la variación espacial de la fase, y de la elongación inducida sobre la probeta. Trate de dibujar las variaciones espaciales no sólo a través de un eje sino en toda la superficie.En este mapa se puede observar la variación espacial de la fase del patrón obtenido de la resta de una deformación con un potencial de 100v.
Podemos mediante la relación de fase: , calcular la elongación en cada fase de cualquiera de los mapas dibujados anteriormente, conociendo el ángulo α, la longitud de onda λ y cada fase del mapa, ya que se obtiene mediante la relación , dónde n es el...