Informe de Laboratorio reflexion

Difracción de la luz

Bruno Malpeli1, Romina Pretto2 

1Facultad de Ingeniería y Ciencias Exactas y Naturales, Universidad Favaloro, Buenos Aires, Argentina.

Resumen— Con el objetivo de estudiar el efecto difractivo de la luz y evaluar si se ajusta a la difracción de Frauhofer, se realizó un experimento donde un haz de luz incidió en una única rendija con el fin de colectar una serie de puntos teniendo en cuenta las dimensiones de la rendija y la distancia recorrida del haz.

Palabras clave—Haz de luz.

1. Introducción^[1] 

L

a difracción es un fenómeno característico de las ondas  el cual se produce cuando las dimensiones del obstáculo es del orden de la longitud de onda (λ), y se basa en el desvío de éstas al pasar por un rendija o encontrar un obstáculo. Este fenómeno se presenta en todo tipo de ondas, ya sean sonoras, electromagnéticas, de radio, entre otras. 

La difracción puede ser entendida utilizando el principio de Fraunhofer, pudiendo estimarse el comportamiento del fenómeno producido por el obstáculo situado a una distancia considerable de la zona de estudio; ó utilizando el principio de Huygens, utilizado cuando la distancia fuente-zona de estudio es menor.

Principio de Huygens-Fresnel:

“Todo punto de un frente de onda inicial puede considerarse como una fuente de ondas esféricas secundarias que se extienden en todas las direcciones con la misma velocidad, frecuencia y longitud de onda que el frente de onda del que proceden”

En base al principio de Huygens-Fresnel, si la longitud de onda es mayor en comparación con la rendija/obstáculo, éstas se extenderán según ángulos grandes en la región posterior a dicha rendija/obstáculo generando de esta manera pequeñas ondas difractadas.

A su vez, es importante tener en cuenta que la misma interferencia entre los frentes secundarios pueden generar regiones oscuras.

Experimentalmente, nos abocamos a utilizar el principio de Fraunhofer, por lo que se considera:

[pic 1]                                                                        (1)

Siendo Ɩ la distancia entre la rendija/obstáculo hasta el punto de observación, y [pic 2] el punto en la pantalla, el cual es perpendicular a la trayectoria de las ondas.

[pic 3]

Fig. 1: Esquema experimental.

Como la onda se encuentra con una única rendija y  suponiendo que se utiliza una fuente coherente, la ecuación que define la intensidad de luz en función del ángulo formado en la pantalla de observación respecto al eje central óptico es la detallada:

                                                [pic 4]                                                                (2)

Siendo β:

                                                [pic 5]                                                                (3)

Siendo a el ancho de la rendija.

Experimentalmente, trabajamos con los mínimos observados de I, es decir [pic 6]=0, determinando que los éstos se encuentran cuando [pic 7]= nπ (Con n ε Ζ). Reemplazando el valor de β en la ecuación (3), obtenemos:

                                                                        [pic 8]                                                (4)

                        [pic 9]                                (5)

Teniendo en cuenta lo considerado en la ecuación (1):

                                                                [pic 10]                                                                (6)

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