Óptica Física

Páginas: 6 (1372 palabras) Publicado: 3 de mayo de 2012
Trabajo práctico nº3 : Difracción e interferencia


Integrantes: López, Agustín

Resumen:
En este trabajo se llevaron a cabo dos experiencias, una que pone de manifiesto el fenómeno de difracción y otra el de interferencia, para determinar el ancho de una rendija delgada, y la separación entre otras rendijas delgadas.

Introducción:
En la óptica física se toma a laluz como una onda electromagnética, es decir que se la trata como un fenómeno ondulatorio (No corpuscular como en la óptica geométrica). Dicho tratamiento permite explicar casos como el de la difracción e interferencia, que de otro modo no podrían ser explicados con un modelo corpuscular de la luz.
El fenómeno de interferencia se da debido a la superposición de ondas y se caracteriza porobservar superficies brillantes y oscuras, como es el caso de los anillos de Newton (Anillos oscuros y brillantes), o la experiencia de Young donde se observan franjas brillantes y oscuras. Ahora bien, cuando una fuente emite luz y ésta pasa por mas de una rendija (Separadas una distancia “d2”, y suponiendo que pasan en fase por dichas rendijas) se da la superposición de ondas cuando la luzincide sobre una pantalla que se encuentra a una distancia “D” de las rendijas, y según la interferencia sea constructiva (Llegan en fase a la pantalla) o destructiva (Las ondas llegan en contrafase a la pantalla), se observará brillante u oscuro, respectivamente. Pueden conocerse las posiciones de las bandas oscuras y brillantes según las ecuaciones:




YM = (m λ D) / d2 Ecuación 1(Posiciones brillantes)


Ym = ((m + ½) λ D) / d2 Ecuación 2 (Posiciones oscuras)


Donde “m” es el numero de franja (Oscura o brillante), “D” es la distancia entre las rendijas y la pantalla, “d” es la separación etre rendijas y λ es la ongitus de la onda.
Estas ecuaciones se deducen de la ecuación:


I = 4 I0 cos2 (φ/2) Ecuación 3


Donde “I” es la intensidad, I0 es alintensidad con la que pasan las ondas por las rendijas, y φ es el desfasaje entre las ondas (Ver Ecuación 4 abajo) . Mediante ésta ecuación se puede determinar la intensidad con la que llega la luz a la pantalla, y en los mínimos se observará oscuro (En la posición Ym, donde I = 0) y en sus máximos se observará brillante (En la posición YM) los que serán todos de la misma intensidad(Dado que al llegaren fase, φ es múltiplo se 2 π).

Φ = K (X2 – X1) Ecuación 4


Ésta ecuación permite conocer el desfasaje con el que las ondas llegan a la pantalla (Expresada para ondas que pasan por dos rendijas), y “K” es en número de ondas (K=2π/λ), “X1” es la distancia recorrida por la primer onda hasta llegar a un punto “P” (Ver figura n°1 abajo), y “X2” es la distancia recorrida por la segunda ondahasta llegar a la pantalla. Entonces, si llegan en fase(Interferencia constructiva) :

Φ = 2 π m Ecuación 5


Y si llegan en contrafase (Interferencia destructiva):


Φ = (2m + 1 ) π Ecuación 6


Por otra parte, la difracción es un fenómeno que se da cuando un objeto (O rendija) se interpone en el camino de la onda, y también ocurre por la superposición de ondas. Enéste fenómeno también se observan franjas brillantes y oscuras (Igual que en la interferencia) con la diferencia en que el máximo central brilla con mucha mas intensidad que los demás, los cuales van disminuyendo su intensdad a medida que se apartan de éste máximo central, según puede verse en la siguiente ecuación:


I = I0 sen2(φ/2) / (φ /2)2 Ecuación 7


En la que se ve que elMáximo central estara en φ = 0, y a medida que φ va aumentando (Aumenta m, en módulo) la intensidad se va haciendo menor. Déspejando de ésta ecuación pueden obtenerse las ecuaciones:

Sen (θ) = m λ / a Ecuación 8 (Posición de mínimos)


Sen (θ) = ((m+1/2) λ) / a Ecuación 9 (Posición de máximos)


Donde “a” es el ancho de la rendija por la que pasa la luz.
Un caso a tener en...
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