Doble Rendija de Young

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Escuela Superior Politécnica del Litoral

Instituto de ciencias Físicas

Curso Nivel 200-II 2009-2010

ICF00

Laboratorio de Física D

Práctica Nº:

Título: Doble Rendija de Young

Nombre: Carlos Duran Salazar

Fecha: Martes 27 de Octubre del 2009

Paralelo: 5

Profesor: Ing. Manuel Villavicencio Vivas

Objetivos:

Estudiar el fenómeno de interferencia y medir la longitud de onda de una fuente

de luz monocromática.

Resumen:

En el presente informe se presenta el montaje del experimento de la doble rendija de

Young para determinar la longitud de onda y patrones de interferencia de un rayo de

luz rojo producido por un laser, para ello se uso un montaje propuesto en la guía de

laboratorio de física D que será explicado a detalle en la sección de metodología,

posteriormente se recogieron los datos, se colocaron en una tabla se hizo el posterior

análisis y se obtuvieron conclusiones.

Introducción:

Las ondas que se forman en una cubeta de agua cuando introducimos la punta de un

lápiz lucen como en la figura. La perturbación inicial corresponde a So en la figura a

partir de este punto se forman andas circulantes. Cuando las ondas circulares

alcanzaran los obstáculos S1 y S2. Cada una de las aberturas se comparta como

fuentes de ondas circulantes. Las ondas que se propagan a partir de estos puntos se

suman en ciertas partes y se cancelan en otras formando lugares de máxima oscilación

y lugares de oscilación nula. Las secundarias se interferirían.

El mismo fenómeno fue reproducido con la luz por Thomas Young en 1801, obteniendo

en una pantalla de observación franjas obscuras. Las franjas brillantes ocurrían

cuando la diferencia de caminos ópticos era igual a un número entero impar de media

longitud de onda.






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Marco Teórico:

Al igual que todas las ondas, las luminosas también interfieren entre sí, en general cualquier

efecto de interferencia de ondas de luz sucede cuando se superponen los campos

electromagnéticos de las ondas individuales. Sin embargo para que está superposición ocurra

deben cumplirse ciertas condiciones que serán mencionadas a continuación:

Las fuentes de luz deben ser coherentes, esto quiere decir que las ondas que estas

producen deben guardar una relación de fase; como en el caso del sonido cuando dos

altavoces producían sonido al ser alimentados por un mismo amplificador (es un

ejemplo de fuentes coherentes).

Las fuentes deben ser monocromáticas, es decir de una sola longitud de onda.

La interferencia de ondas luminosas fue demostrada por Thomas Young en 1801, para ello uso

el montaje que se muestra a continuación

Ahora bien para determinar la longitud de onda se necesita usar la siguiente fórmula:

;






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Procedimiento Experimental:

1. Lea todo el contenido de la guía y consulte la bibliografía.

2. Coloque los equipos como indica la figura 3.

3. Interponga la laminilla con rendijas en el haz de luz.

4. Mueva la laminilla hasta que el haz de luz pase por el primer par derendijas y

dibuje el patrón que se forma en la pantalla.

5. Repita el paso anterior para las siguientes rendijas.

6. Seleccione un par de rendijas. En el patrón de interferencia ubique el máximo

central y determine la posición de los máximos.

7. Realice un grafico posición del máximo vs. numero de orden.

Equipo de Trabajo:

Pantalla

Una fuente de luz láser de He-Ne.

Soportes para banco de óptica.

Gráficos:

Datos:

N D(mm) L(m) X n λ(x10-9

m)

1 0.25 2 9.5

2 0.25 1.9 9

4 0.25 1.8 8.5

5 0.25 1.7 8

6 0.25 1.5 7.5






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Observaciones:

Escriba sus observaciones acerca de los experimentos realizados en esta práctica.

1. ¿Qué diferencias encontró entre los patrones de las distintas rendijas?

Explique por que

Existe la diferencia de intensidad que se refleja en la pared. La imagen que esta

en el centro son mas intensas que están en los extremos.

2. ¿Se puede realizar la práctica de Young con dos punteros laser? Explique por

que

Si, siempre y cuando los punteros no interfieren en la misma rendija y no alterar

la intensidad.

3. ¿Si para la practica de Young utilizarse la luz blanca como cambiaria el

patrón de interferencia? Explique por que

Cambiara la intensidad de la imagen, ya que la luz blanca es la suma de todos

los colores.

Resultados:

( )

Discusión:

El moderno rayo láser, que es una fuente luminosa coherente, facilita mucho la

observación de una figura estable de interferencia. Esta figura consiste en un máximo

central brillante y una serie de franjas laterales simétricas, oscuras y claras, que

indican las posiciones donde se presente interferencia destructiva y constructiva. La

intensidad de las franjas brillantes disminuye a cada lado del máximo central.

Las ondas que producen interferencia han de ser “coherentes”, es decir, los haces

provenientes de cada una de las rendijas han de mantener una fase relativa constante

7 0.25 1.4 6.5






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en el tiempo, además de tener la misma frecuencia, aunque esto último no es

estrictamente necesario, puesto que puede hacerse el experimento con luz blanca.

En el experimento de Young, esto se consigue al hacer pasar el haz por la primera

rendija, produciendo una mutilación del frente de onda en dos frentes coherentes. Las

dos rendijas deben estar cerca; en caso contrario el patrón de interferencia se formará

muy cerca de las rendijas. La anchura de las rendijas es normalmente algo más

pequeña que la longitud de onda de la luz empleada, permitiendo utilizar las ondas

como fuentes puntuales esféricas y reduciendo los efectos de difracción por una única

rendija.

Conclusiones:

Con este experimento se pudo comprobar que el concepto de interferencia de

ondas va más allá de las ondas mecánicas, puesto que también aplica a ondas

electromagnéticas. Ahora bien se comprobó que las regiones de interferencia

solo suceden cuando se cumple las condiciones de coherencia y monocromía de

las fuentes de luz.

El experimento de Young se dio como un intento por discernir sobre la

naturaleza corpuscular u ondulatoria de la luz. El descubrimiento de este fenómeno junto con el de difracción, aclararon la naturaleza ondulatoria de la

luz al propagarse.

Bibliografía:

Sears F., Zemansky M., Young H.,Freedman R., Fisica Universitaria Ed. 11 Volumen 1,

pags 515-520 (2004).

Bone, Jan. Opportunities in Laser Technology. New York, NY, USA: McGraw-Hill, 2008. p

21.

. W. Kane, M. M. Sternheim. “Física”. 2da Edición. Ed. Reverté. (2007)

“Física para la ciencia y la tecnología, Tripler Mosca”. Volumen 1B, Oscilaciones

y ondas. 5ta Edición. Editorial Reverté.

Wilsan, Bufa. “Física”. 5ta Edición. Pearson Prentice Hall. (2003)

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