ÓPTICA INTERFERENCIA Y DIFRACCIÓN

ÓPTICA

INTERFERENCIA Y DIFRACCIÓN

IES La Magdalena. Avilés. Asturias

La interferencia entre dos ondas (la luz es una onda electromagnética) tiene lugar cuando ambas coinciden en una región del espacio al mismo tiempo. Cuando esto sucede se suman (principio de superposición) produciendo una onda resultante (ver apuntes de ondas). El fenómeno de la interferencia es algo característico del movimiento ondulatorio.

Si consideramos dos luces idénticas que interfieren se puede producir: Interferencia constructiva.

Las amplitudes de ambas ondas se suman: ARES = A+ A = 2A

Como la intensidad es proporcional al cuadrado de la amplitud, la intensidad de la luz resultante (IRES) de la interferencia tendrá una intensidad cuádruple que las luces que interfieren. El resultado de la interferencia constructiva es, por tanto, luz mucho más intensa.

I RES= (A RES)

= (2A)2

= 4 A2= 4 I

Esto sucederá cuando la diferencia en fase valga:

2n (n

0,1, 2...)

Como:

k x 2 x

2 x 2 n

x n

Dos luces idénticas interferirán constructivamente si llegan a un punto con una "diferencia en marcha" (diferencia en el espacio recorrido) igual a un múltiplo entero de longitudes de onda.

Interferencia destructiva.

Las amplitudes de ambas ondas se restan : ARES = A- A = 0

El resultado de la interferencia destructiva es la extinción de la luz, observándose una zona oscura.

Esto sucederá cuando la diferencia en fase valga:

2n 1 (n

k x 2 x

0,1, 2...)

2 x (2 n 1)

x (2 n 1)

2

Dos luces idénticas interferirán destructivamente si llegan a un punto con una "diferencia en marcha" (diferencia en el espacio recorrido) igual a un número impar de semilongitudes de onda.

De lo dicho anteriormente se deduce que la interferencia de dos luces idénticas (igual longitud de onda y amplitud) debería de producir zonas de elevada intensidad y zonas oscuras.

En 1801 Thomas Young (1773-1829) diseñó una experiencia mediante la cual se pudo comprobar el desarrollo teórico expuesto. La experiencia, conocida con el nombre de experimento de la doble rendija, permitió obtener el patrón de interferencia de dos focos de luz idénticos. La luz, por tanto, se comportaba como una onda.

Debajo, y a la izquierda, se muestra un esquema del experimento de la doble rendija de Young.

La luz llega a dos rendijas muy estrechas y próximas y cada rendija se convierte en un foco secundario de ondas idénticas que interfieren formando un patrón de luz - oscuridad. Con puntos se señalan en el dibujo las zonas en las que existe interferencia constructiva (luz intensa). Entre ellas se sitúan las zonas en las que tiene lugar una interferencia destructiva (oscuridad). A la derecha se muestra una captura de pantalla en la que se muestra la distribución de los máximos y mínimos de intensidad debidos a la interferencia. En la parte inferior de esa figura se puede ver la distribución de zonas iluminadas (color gris) y oscuras (color negro) resultado de la interferencia de ambas ondas.

Esquema del experimento de la doble rendija de Young

Las dos rendijas se convierten en focos secundarios de ondas idénticas que interfieren.

Distribución de los máximos y mínimos de intensidad debidos a la interferencia en el experimento de la doble rendija.

(De la web Física con ordenador de Ángel Franco

http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/ondas/redes/redes.htm)

La interferencia se produce debido a la diferente distancia recorrida por las ondas procedentes de ambas rendijas.

Se obtendrá interferencia constructiva (luz intensa) si la diferencia de caminos de la luz procedente de ambas rendijas es igual a un número entero de

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