Ienso que el período de la segunda red será menor al de la primera red por los patrones que reflejaron cada uno de ellos.

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UNIVERSIDAD AUTONOMA DE NUEVO LEON

FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICA

UNIDAD DE APRENDIZAJE FUNDAMENTAL

Física IV: Física Moderna

Práctica 7: Estudio de las redes de difracción

Dr. Aldo Raudel Martínez Moreno

Nombre del Alumno(a): Isis Dinorah Hernández Chapa

Matrícula: 1640244

Carrera: Ingeniería en Mecatrónica.

Horario: Jueves, V1,V2

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5 de Noviembre del 2015 

Hipótesis:

Pienso que el período de  la segunda red será menor al de la primera red por los patrones que reflejaron cada uno de ellos.

Desarrollo de la práctica:

Para cumplir el objetivo de la práctica, y verificar que la hipótesis antes escrita sea cierta, esta práctica se divide en dos partes, la primera consiste en determinar la longitud de onda de la luz proveniente del laser de una red con una densidad de 80 líneas por mm, una vez determinada procedimos a la segunda parte en la cual nos proporcionaban una segunda red, en la que teníamos que determinar cuántas líneas por mm tiene, lo cual pudimos lograr fácilmente por que en la primera parte de la práctica determinamos la longitud de onda del láser, simplemente bastaba con calcular el ángulo, después el período y por último el número de líneas, para esto teníamos que adivinar que red teníamos si la de 80, 100, 300 o 600 líneas por mm, comprobando nuestra respuesta matemáticamente.

Mediciones y cálculos:

Primera parte:     Calcular la longitud de onda del láser

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Datos medidos:                              [pic 5]

X= 2.5 cm                                      

L= 52 cm

n= 80 lineas/mm

m=1

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Segunda parte:     ¿Cuántas líneas tiene la red?

Datos medidos:                              [pic 7][pic 8]

 = 600.2 nm                                       [pic 9]

L= 28 cm

X= 5.5 cm

m=1

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Conclusiones:

Tras haber realizado los cálculos necesarios podemos concluir que la longitud del láser fue de aproximadamente 600 nm, y que la segunda red que nos dieron con numero de líneas desconocido, es la de 300 líneas, ya que según nuestros cálculos es el numero más aproximado al valor de la densidad de líneas que puedan tener las redes. Y en cuánto a la hipótesis formulada, fue cierta, la segunda red de difracción obtuvo un menor valor en su período.

Concluya acerca de las características de los patrones producidos por las redes de difracción y realice una comparación entre ellas, explique a que se deben sus diferencias: Pues ambos patrones eran muy parecidos, ambos reflejaban líneas muy cercanas una de las otras, mas con la segunda red de difracción, dichas líneas se veían más cercanas unas a otras. La diferencia entre sus patrones radica en varios factores, principalmente en que tan lejos se encuentra el rayo láser y de la densidad de líneas de la red.

¿Cuál será la principal utilización de estas redes? Es utilizada cuando se tiene la necesidad de separar la luz de diferentes longitudes de onda en alta resolución, lo que permite medir espectros atómicos tanto en instrumentos de laboratorio como en telescopios.  ¿Para que le sirvió en esta práctica concreta? Para poder medir los espectros atómicos reflejados, lo que hicimos es su principal aplicación. ¿Por qué se les llamas a las redes instrumentos espectrales? Por que producen líneas espectrales, las cuáles pueden ser analizadas para, por ejemplo, identificar materiales.

Explique porqué se fabrican cada vez más redes con mayor numero de rendijas por unidad de longitud: Por qué el que una red tenga más líneas implica que período o distancia sea más pequeña, haciendo que la dispersión de la red sea mayor, en consecuencia el patrón se muestra con mayor nitidez, lo que hace que sea más sencillo su análisis.

Explique cómo sería el patrón producido si la luz que incide en la red tuviera varias longitudes de onda: Pienso que el patrón sería parecido a una onda.

Marco Teórico

Una red de difracción es un conjunto repetitivo de elementos difractores igualmente espaciados (aberturas u obstáculos), los cuales producen alteraciones periódicas en la fase, y/o amplitud de la onda luminosa en estudio. La red puede separar un haz de luz que incida sobre ella en sus colores o longitudes de onda constituyentes, las cuales pueden además medirse.

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Distinguimos dos tipos de redes de difracción: redes por reflexión y redes por transmisión. Las redes por reflexión se construyen grabando rayas paralelas equiespaciadas en la superficie pulimentada de un metal. La luz se refleja en los salientes entre las rayas marcadas. En las redes por transmisión, las rayas paralelas se graban sobre una placa de vidrio, y la luz pasa a través de los espacios transparentes que existen entre dichas rayas.

Si un haz de luz monocromática incide normalmente sobre una red, las ondas

emergentes de cada rendija están en fase, y sobre una pantalla colocada a gran distancia se formará un diagrama de interferencia debido a un gran número de focos igualmente espaciados. Las ondas interferirán constructivamente cuando la diferencia de camino sea un múltiplo entero de la longitud de onda, es decir, los máximos de interferencia estarán localizados en ángulos θ m dados por:

d sen θm = ± m λ (m = 0,1,2...)

donde el entero m indica el orden del máximo interferencial. Esta expresión  se denomina ecuación de la red. 

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UNIVERSIDAD AUTONOMA DE NUEVO LEON

FACULTAD DE INGENIERIA MECANICA Y ELECTRICA

UNIDAD DE APRENDIZAJE FUNDAMENTAL

Física IV: Física Moderna

Práctica 9: Estudio de espectros atómicos

Dr. Aldo Raudel Martínez Moreno

Nombre del Alumno(a): Isis Dinorah Hernández Chapa

Matrícula: 1640244

Carrera: Ingeniería en Mecatrónica.

Horario: Jueves, V1,V2

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5 de Noviembre del 2015 

Hipótesis:

Tras haber visto el espectro formado, creemos que, por simplemente ver los colores sin realizar cálculos o mediciones, que el elemento químico presente en la lámpara espectral puede ser:  ácido carbónico, hidrógeno o nitrógeno.

Desarrollo de la práctica:

Para poder saber el elemento químico presente en la lámpara espectral, fue necesario primeramente acomodar la red de manera que se viera la mayor cantidad de colores que se pudiera, para poder analizarlo después, de cada color que se viera tuvimos que medirle la distancia que existía entre el punto medio del espectro hasta el comienzo del color, siendo este el valor de X, el cual junto con el valor de L, es decir, la medida a la que se encuentra la lámpara del espectro, calcularíamos el ángulo. Teniendo este valor establecido, habría que calcular el período de las líneas de la red de difracción, y por último calcular la longitud de onda de cada color observado. Una vez teniendo estos valores solo tendríamos que compararlos con los valores ya establecidos en la tabla de elementos químicos y verificar que nuestra hipótesis esté en lo correcto.

Mediciones y cálculos:

Número de colores: 4

M=1 [pic 15]

N= 30 líneas/mm

L= 18 cm

Color morado:[pic 16]

Datos:[pic 17]

Xm= 2.3 cm

Color Azul:[pic 18]

Datos:[pic 19]

Xa= 2.5 cm

Color Verde:[pic 20]

Datos:[pic 21]

Xv= 3 cm

Color rojo:[pic 22]

Datos:[pic 23]

Xr= 3.5 cm

[pic 24]

Conclusiones:

Concluya acerca de las características de los espectros observados:

El espectro observado cambiaba según la distancia a la que poníamos la red de difracción de la pantalla, a ciertas distancias se observaban tres colores, a otras se observaban cuatro, el espectro analizado fue en el que se veían cuatro de forma más nítidos y claros.

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