Física 3

“Interferencia de Ondas”

Alumnos : Carlos H. Yáñez J.

Catherina Leiva Robles

Alejandro Lepe Carrillo

Profesor : Rodrigo Oñate G.

Fecha Entrega : 20-04-2009

Ayudante : Angélica Aravena.

Física 3

Objetivos

- Estudiar el fenómeno de interferencia de ondas proveniente de 2 rendijas y 2 fuentes "puntuales". - Analizar como varía el diagrama de interferencia con la longitud de onda y la separación de las rendijas.

Parte 1 INTERFERENCIA EN DOS ABERTURASINSTALACIÓN PREVIA

Planificación

Al incidir una onda plana (mecánica o electromagnética) sobre 2 rendijas, éstas se comportan como dos fuentes de ondas coherentes secundarías concepto que usted verá en teoría y que está vinculado con la constancia o permanencia en el tiempo y el espacio de las características de vibración de una fuente. Al satisfacer estas propiedades de coherencia estas ondas interfieren entre sí dando como resultado un patrón de interferencia. Este patrón de interferencia consiste en una serie de máximos y mínimos alternados que se obtienen como resultado del refuerzo y anulación de las ondas.

La teoría [1 - 3] muestra que la posición angular de los máximos satisface la siguiente ecuación:

Donde:d: es la distancia entre las rendijas.θm: es el ángulo entre el máximo de orden my el máximo central (m=0).Ym: distancia del máximo de orden m respecto al central (m=0).S: distancia de las rendijas a la pantalla.λ: es la longitud de onda.m: representa el n° de orden del máximo

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En este laboratorio se estudiará la interferencia de ondas sobre la superficie del agua (ondas mecánicas), que tienen la singularidad en que las partículas del agua oscilan en la dirección perpendicular a la dirección de propagación (onda transversal). Las ondas serán generadas por la vibración de una barrera plana, mientras que en la 2da. Parte por la vibración de dos gomitas que simularán fuentes puntuales.

Procedimiento

Instale la barra impulsadora de ondas planas en el generador, ajustando los extremos de modo que la barra quede nivelada con la superficie del agua (baje o suba el generador si es necesario). Afloje la perilla del control de fase para ubicarlo en la posición cero y vuelva a ajustaría.

Ubique la frecuencia en 10 Hz (Posición E) y amplitud en posición 4. Encienda la fuente de luz y el generador.

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1.- Ponga el reflector recto corto entre los dos reflectores largos para formar dos rendijas de 2(cm) de longitud, tal como indica la figura 2.En el papel bajo la cubeta, trace la posición de los reflectores y dibuje los ángulos que forman las ondas, cuando pasan por las aberturas.En el diagrama interferencial obtenido ubique las regiones donde las ondas de las dos rendijas, tienden a anularse mutuamente y ubique las regiones donde las ondas se refuerzan, para formar ondas con peaks más alto. Haga un bosquejo de lo que observa.

2.- Reemplace el reflector central por el reflector recto mini, pero mantenga el ancho de las rendijas en 2(cm). ¿Qué sucede con la posición angular y la distancia de los máximos? Analice con referencia a la ecuación (1) y (2).

3.- Manteniendo el mismo montaje aumente la frecuencia a la posición "J". ... ¿Qué pasa con la longitud de onda? ¿Cómo cambia el ángulo de expansión de las ondas con esta nueva longitud de onda?

Con la barra grande el ángulo es menor que el que se forma con la barrera pequeña.Con la barrera pequeña la longitud de onda resulta mayor a la que se forma con la barrera grande.

= 0.15 = 4.37

= 0.26 = 7.74

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Parte 2 INTERFERENCIA CON DOS FUENTES PUNTUALES

Procedimiento

1.- Ahora saque las barreras rectas de la cubeta y reemplace la barra plana por dos fuentes puntuales (impulsores de goma pequeños) tal como muestra la figura 3 manteniendo la posición de las gomitas en el lugar donde estaban las rendijas.

2.- Repita los pasos anteriores, cuando usted trabajó con dos rendijas y compare los diagramas interferenciales. ¿Qué puede decir al respecto? Comente en su informe.Dibuje su diagrama interferencial obtenido con las dos fuentes puntuales y señale las líneas nodales.

Al aumentar la frecuencia, disminuye el ángulo, por lo tanto la relación es inversamente proporcional y con respecto a la longitud de onda a mayor frecuencia menor es la longitud de onda, por lo tanto también mantiene la relación inversamente proporcional.

Al aumentar la distancia entre las dos gomitas el ángulo disminuye con respecto al caso anterior. Al aumentar la distancia entre las dos gomitas la longitud de onda aumenta, ósea la relación es directamente proporcional.

= 0.61 = 5.89

= 0.52 = 5.03

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Conclusiones

De este laboratorio podemos concluir:

Con respecto al experimento de las rendijas que las longitudes de onda varían con respecto a la longitud de la rendija, barrera grande implica longitud de onda pequeña y viceversa.

Con respecto al experimento de las gomitas a mayor frecuencia el ángulo disminuye y la longitud de onda también, al incrementar la distancia entre las gomitas se cumple lo anterior.

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