Interferencia De Ondas

OBJETIVO DE LA EXPERIENCIA

Estudiar el fenómeno de interferencia de ondas proveniente de 2 rendijas y 2 fuentes “puntuales”. Analizar cómo varía el diagrama de interferencia con la longitud de onda y la separación de las rendijas.

MARCO TEORICO

Al incidir una onda plana (mecánica o electromagnética) sobre dos rendijas, éstas se comportan como dos fuentes de ondas coherentes secundarias, concepto que usted verá en teoría y que está vinculado con la constancia o permanencia en el tiempo y el espacio de las características de vibración de una fuente. Al satisfacer estas propiedades de coherencia, estas ondas interfieren entre sí, dando como resultado un patrón de interferencia. Este patrón de interferencia consiste en una serie de máximos y mínimos alternados que se obtienen como resultado del refuerzo y anulación de las ondas.

La teoría muestra que la posición angular de los máximos satisface la siguiente ecuación:

d•sen ϑ_m=m•λ m=0,±1,±2,…

En una pantalla

Y_m= (m•λ•S)/d

Donde:

d: Es la distancia entre las rendijas.

ϑm: Es el ángulo entre el máximo de orden m y el máximo central (m=0).

Ym: Distancia del máximo de orden m respecto al central (m=0).

S: Distancia de las rendijas a la pantalla

λ: Es la longitud de onda

m: representa el número de orden del máximo.

FIGURA 1.

En este laboratorio se estudiará la interferencia de las ondas sobre la superficie del agua (ondas mecánicas), que tienen la singularidad de que las partículas de agua oscilan en la dirección perpendicular a la dirección de propagación (onda transversal). Las ondas serán generadas por la vibración de una barrera plana, mientras que en la segunda parte, por la vibración de dos gomitas que simularán fuentes puntuales.

PROCEDIMIENTO

PARTE 1 – INTERFERENC IA EN DOS ABERTURAS

INSTALACIÓN PREVIA

Instale la barra impulsadora de ondas planas en el generador, ajustando los extremos de modo que la barra quede nivelada con la superficie del agua (baje o suba el generador si es necesario). Afloje la perilla del control de fase para ubicarlo en la posición cero y vuelva a ajustarla.

Ubique la frecuencia en 10 Hz (posición E) y amplitud en posición 4. Encienda la fuente de luz y el generador.

ETAPA EXPERIMENTAL

PARTE 1 – INTERFERENC IA EN DOS ABERTURAS

Ponga el reflector corto entre los dos reflectores largos para formar dos rendijas de 2 cm de longitud, tal como lo indica la figura 2.

En el papel bajo la cubeta, trace la posición de los reflectores y dibuje los ángulos que forman las ondas, cuando pasan por las aberturas.

En el diagrama interferencial obtenido ubique las regiones donde las ondas de las dos rendijas, tienden a anularse mutuamente y ubique las regiones donde las ondas se refuerzan, para formar ondas con peaks más alto. Haga un bosquejo de lo que observa.

Reemplace el reflector central por el reflector recto mini, pero mantenga el ancho de las rendijas en 2 cm. ¿Qué sucede con la posición angular y la distancia de los máximos? Analice con referencia a la ecuación (1) y (2).

Reflector Central Corto:

d•sen ϑ_m=m•λ

0.1785•sen (10)=1• λ

0.03 (m)= λ

Y_m= (m•λ•S)/d

Y_m= (1•0.03•0.28)/0.1785

Y_m= 0.047 (m)

Reflector Central Mini

d•sen ϑ_m=m•λ

0.113

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