optica y acustica

LABORATORIO DE ÓPTICA Y ACÚSTICA
DEPARTAMENTO DE FÍSICA
PRÁCTICA No. 6
INTERFERENCIA
SEMESTRE 2015-I

OBJETIVOS.
I. Aplicar los conceptos de los fenómenos de interferencia.
II. Medir experimentalmente la longitud de onda de un haz de láser.
III. Medir experimentalmente la longitud de onda de un haz de microondas

FUNDAMENTOS TEÓRICOS:
INTERFERENCIA.
La interferencia ocurre cuandodos ondas mutuamente coherentes se superponen en algún punto del espacio. Se dice que dos ondas son mutuamente coherentes únicamente si tienen su origen en la misma fuente ó si son monocromáticas.
Para su análisis los sistemas de interferencia se dividen en dos grupos:
a) Interferencia por división del frente de onda.- los dos haces luminosos que interfieren se pueden obtener a partir de un frentede onda primario. La división del frente de onda se puede lograr por medio de difracción, reflexión o refracción.
b) Interferencia por división de amplitud.-Divide el haz original en dos haces de diferente amplitud sin destruir la coherencia original. La división de amplitud se efectúa mediante un prisma divisor de haz o un espejo semi-plateado, luego se reúnen de alguna manera en un detector,por lo general usando el mismo dispositivo divisor del haz.
Un haz de luz puede ser modelado como una onda de campos eléctricos y magnéticos oscilantes. Cuando dos rayos de luz se encuentran en el espacio, estos campos se suman de acuerdo al principio de superposición. Para cada punto en el espacio, los campos magnético y eléctrico están determinados como la suma vectorial de los campos de losrayos por separado.
Si los dos haces de luz se originan en fuentes diferentes, generalmente no hay grados de correlación entre la frecuencia y la fase de oscilaciones electromagnéticas de los haces. Si los dos rayos se encuentran en cualquier instante habrá puntos en el espacio donde los campos se sumarán para producir un campo de magnitud máxima. Sin embargo, las oscilaciones de luz visible sonmucho más rápidas que lo que el ojo humano puede percibir.
No hay relación de fase entre las oscilaciones electromagnéticas de los haces, un punto en el que hay un máximo en un instante, puede tener al siguiente instante un mínimo. El ojo humano promedia estos resultados y percibe una luz de intensidad uniforme.
Si los dos haces de luz se originan en la misma fuente, hay por lo general algún ángulode correlación entre la frecuencia y fase de las oscilaciones de los dos haces de luz. En un punto en el espacio la luz de los rayos puede estar constantemente en fase, entonces el campo combinado siempre será un máximo y será visto como un punto o una franja brillante. En otro punto la luz de los dos rayos pueden estar continuamente fuera de fase y entonces se formará un mínimo, el cual serávisto como un punto o una franja oscura.
Thomas Young fue uno de los primeros en diseñar un método para producir tal patrón de interferencia. El dejó incidir un solo haz de luz entre dos ranuras estrechas. Delante de las ranuras puso una pantalla. Cuando la luz de las ranuras incidía en la pantalla, un patrón regular de bandas oscuras y brillantes se volvía visible. Cuando el experimento de Youngfue realizado por primera vez, ofreció importante evidencia para la naturaleza ondulatoria de la luz.
Las ranuras de Young funcionan como un simple interferómetro. Si el espacio entre las ranuras es conocido, el espaciamiento máximo y mínimo puede ser usado para determinar la longitud de onda de la luz. Inversamente, si la longitud de onda es conocida, el espaciamiento entre las divisiones puedeser determinado por los patrones de interferencia.

Interferómetro de Michelson.
El interferómetro fue inventado en 1881 por el físico americano Albert A. Michelson (1852-
1931), por lo que ahora es llamado el interferómetro de Michelson o interferómetro de división de amplitud. Este interferómetro divide el haz de luz monocromática en dos partes, sólo que un haz golpea un espejo fijo y el...