practica fraunfofer por rendija y una red

Difracción por una rendija y una red



En esta práctica observaremos la difracción de Fraunhofer por una rendija y la interferencia por una red de difracción. Para ello utilizaremos un goniómetro en cuyo plano de observación veremos la distribución de luz y nos permitirá medir la distancia entre los máximos y los mínimos de la función de intensidad.

Método experimental

Pararealizar correctamente nuestro experimento necesitaremos disponer de una serie de instrumentos. Anotaremos cuidadosamente la precisión de cada uno de los instrumentos de medida.

Materiales:

Goniómetro
Microscopio comparador
Rendija
Red de difracción
Lámpara de mesa

Antes de comenzar a medir, será necesario garantizar una formación nítida de la imagen de la rendija del colimador. Paraello, enfocaremos correctamente el retículo mediante el ajuste del ocular, el infinito (parte más alejada del laboratorio) mediante el ajuste del anteojo y la rendija mediante la variación de la longitud del tubo colimador.

Para facilitar las medidas y sus operaciones, procuraremos ajustar el origen de medidas del goniómetro en 0º.

Una vez calibrado el goniómetro, se estudiará el patrón dedifracción producido por una rendija y por una red de difracción situando el retículo del anteojo sobre los mínimos o máximos y midiéndolos ángulos en los que éstos aparecen al girar el anteojo. Para el caso de la rendija, mediremos las posiciones del anteojo en los mínimos nítidos más alejados, además de la anchura de ésta con el microscopio comparador.
Para el caso de la red dedifracción, mediremos las posiciones de los órdenes +1 y -1 y +2 y -2 de las líneas espectrales de la tabla1 además de una línea espectral adicional. Todas estas medidas se realizaran cerciorándonos de colocar la red de difracción formando un ángulo de 90º con el haz de luz.








Resultados y cuestiones


Medida de la posición angular de los mínimos:
Para medir la distanciaentre los mínimos hemos fijado el goniómetro ya colimado en el máximo central (107º en nuestro caso) y luego alineado con los mínimos de izquierda y derecha y medido.

Hemos elegido ordenes n=3, -3, 5 ya que el ángulo de separación entre mínimos más cercanos podría haber resultado menor que el error correspondiente.

Resultados obtenidos:
ángulo para n=-3
ángulo para n=3
ángulopara n=5
106º48'

107º 10'

107º13'








Siendo la posición central 107º.
Por lo tanto: =107º 10’ = 106º 48’

Por lo tanto la distancia media de tres mínimos será:



Anchura de la rendija:
Calculamos ahora la anchura de la rendija:

Con =589nm y =

Por lo tanto: 2a=(6,400,87)x m

En el laboratorio hemos medido la anchura de la rendijautilizando el microscopio comparador obteniendo:
2a= (5,50,1)xm
Dado que tomamos una medida sólo tenemos el error de precisión

Tanto en el proceso teórico como en la medición del laboratorio hemos obtenido anchuras coherentes tenemos en cuenta el error


Red de difracción

Para medir las posiciones de los máximos de difracción de cada línea espectral de la luz empleada, situaremos elretículo (línea vertical negra) justo en el máximo de difracción de la línea deseada. Debido a la oscuridad del laboratorio y del propio patrón de difracción, la correcta colocación del retículo será bastante complicada. Para facilitar esto, encenderemos la lámpara de mesa y acercaremos paulatinamente el foco hacia el anteojo. De este modo, lograremos divisar una imagen más clara en la que se aprecientenuemente las posiciones de los máximos y claramente la posición del retículo.

Aunque al principio situamos el origen de medidas del goniómetro en 0º, el proceso de colocación de la red de difracción para obtener una incidencia del haz de luz sobre la red de 90º, hará que éste origen finalmente sea modificado a 44º.
La alta incertidumbre es causada por la variación de la posición del origen...