Unidad 4Actividad 3 Practica 2 Difracción E Interferencia.

Unidad 4.Actividad 3 Practica 2 Difracción e Interferencia.

Introducción:

Existen varios fenómenos físicos relacionados con la luz, como la difracción y la interferencia. La difracción es la distorsión que sufre una onda al pasar por un obstáculo con dimensiones del mismo orden de magnitud que la longitud de onda y la interferencia es la superposición de dos o más ondas que generan una onda igual a la suma de las contribuciones individuales

Modelo teórico:

Difracción:

La difracción se produce en todos los tipos de ondas, ya sean sonoras, de radio o de luz. En nuestro caso se estudia el producido por una fuente puntal de luz, como lo es el haz laser simulado, la difracción es el patrón de interferencia que se genera al encontrar la onda de luz un obstáculo cuyas dimensiones son comparables a la longitud de onda misma. El modelo teórico de Huygens, permite analizar los patrones de difracción, en el cual cada punto de un frente de onda se puede considerar como la fuente de ondas secundarias que se extienden en todas las direcciones con una rapidez igual a la de la propagación de la onda, de tal forma que la posición del frente de onda en el momento subsiguiente es la envolvente de las ondas secundarias en ese instante. Para encontrar el desplazamiento resultante en cualquier punto se da una combinación de los desplazamientos individuales producidos por las ondas secundarias usando el principio de superposición, tomando en cuenta las amplitudes y las fases (Hecht, 2000).

Interferencia:

La interferencia se refiere al fenómeno ondulatorio en el que dos o más ondas se superponen para formar una onda resultante de diferente amplitud, la interferencia que puede ocurrir puede ser constructiva o destructiva, dependiendo de la fase de las ondas que se combinan. La diferencia de fase está dada por la ecuación

Para las ondas representadas por las ecuaciones

y1= A01 sen (kx- ω t)

y2 =A02 sen (kx- ω t + δ)

La diferencia de fase δ es

δ= kr1 - kr2

δ= 2 π ( r1 r2)

λ

Y la amplitud A0 y la fase del movimiento por la expresión

A0 = √(A^2+A) 2+2A Acos δ

Desarrollo:

Los pasos seguidos para el desarrollo de la práctica fueron los siguientes:

•Para genera el cambio en los patrones de interferencia se cambiaron los colores delas fuentes de luz.

•Se tomó una captura de pantalla por cada fuente de luz para poder comparar la información entre sí.

•Se investigaron las longitudes de onda para el color rojo, verde y azul.

•Se observaron los resultados de modificar la anchura de la rejilla al usar el patrón de una sola rendija.

•Se observó lo que sucede cuando la longitud de onda de las ondas incidentes sobre la rendija aumenta.

•Se modificó el experimento para observar lo que ocurre cuando la distancia entre las fuentes o las rendijas aumenta usando los patrones de doble fuente y doble rendija.

•Se volvió a observar lo que sucede cuando aumenta la longitud de onda (es decir se cambia la fuente de luz de acuerdo a la longitud de onda).

•Se observó el patrón generado cuando la distancia a la pantalla aumenta usando los patrones.

•Se observó el orden generado en el patrón de doble rejilla buscando algún orden perdido.

•Se acomodó el experimento para que la relación entre la separación de la rendija y el ancho de la rendija sea de 4, explicando si se observan ordenes perdidos para todas la líneas brillantes que correspondan a m = 4, 8, 12, etc.

•Se investigó como sería posible evitar la interferencia en la comunicación entre un satélite artificial y algún lugar en la Tierra.

Datos:

Figura 1. Patrones de interferencia que se obtienen al cambiar el color del haz incidente.

Longitudes de onda de los haces de luz de la simulación:

Color Longitud de onda

Azul 450 – 495nm

Verde 495 – 570nm

Rojo 620 – 750nm

Tabla 1. Longitudes de onda de las fuentes de luz ordenadas de menor a mayor.

Aumento del ancho de la rendija sola

Figura 2. Aumentando el ancho de la rendija sola.

Aumentando la longitud de onda incidente

Figura 3. Aumento de la longitud de onda incidente.

Aumento de la distancia hacia la pantalla

Figura 4. Aumento de la distancia de la pantalla de incidencia.

Análisis de datos:

Cambio en los patrones cuando se cambia una fuente de luz a diferente color

.Se da un cambio en los patrones observados en la figura 1, cuando se cambia la fuente de luz a un diferente color porque tienen distinta longitud de onda y los patrones observados son una manifestación de la interferencia que ocurre en el haz de luz, y como la interferencia depende del tamaño del objeto, que tan cercano sea a la longitud de onda del haz incidente, es lógico pensar que ocurre

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