Resolver los siguientes problemas del texto guía (capítulo 37):

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La óptica física u óptica ondulatoria tiene que ver con los fenómenos de interferencia, difracción y polarización de la luz.

Estos fenómenos no pueden explicarse de manera adecuada con la óptica de rayos (óptica geométrica), pero al tratar la luz como ondas lleva a una descripción satisfactoria de dichos fenómenos.

INTERFERENCIA

Condiciones:

•Las fuentes deben ser coherentes, es decir, debe mantener una fase constante entre sí.

•Las fuentes deben ser monocromáticas.

EXPERIMENTO DE LA DOBLE RENDIJA DE YOUNG

EXPERIMENTO DE LA DOBLE RENDIJA DE YOUNG

EXPERIMENTO DE LA DOBLE RENDIJA DE YOUNG

EXPERIMENTO DE LA DOBLE RENDIJA DE YOUNG

EXPERIMENTO DE LA DOBLE RENDIJA DE YOUNG

EXPERIMENTO DE LA DOBLE RENDIJA DE YOUNG

λθ md =sin

Interferencia constructiva:

λθ )(sin 21+= md

Interferencia destructiva:

Una pantalla que contiene dos rendijas separadas 0.100 mm está a 1.20 m de la pantalla de visualización. Luz de longitud de onda λ = 500 nm cae en las rendijas desde una fuente distante. ¿Aproximadamente a qué distancia están separadas las franjas adyacentes de interferencia brillante sobre la pantalla.

Luz blanca pasa a través de dos rendijas separadas 0.50 mm, y sobre una pantalla a 2.5 m de distancia se observa un patrón de interferencia. La franja de primer orden recuerda un arco iris con luces violeta y roja en los extremos opuestos. La luz violeta cae aproximadamente a 2.0 mm y la roja a 3.5 mm del centro de la franja central blanca. Estime las longitudes de onda para las luces violeta y roja.

La luz monocromática que incide sobre dos ranuras separadas una distancia de 0.020 mm, produce la franja de quinto orden con un ángulo de 9.3º. ¿Cuál es la longitud de onda de la luz incidente?

La franja de tercer orden de una luz cuya longitud de onda es de 500 nm se observa con un ángulo de 15º cuando incide sobre dos ranuras delgadas. ¿Qué tan separadas están las ranuras?

DISTRIBUCIÓN DE INTENSIDAD DEL PATRÓN DE INTERFERENCIA DE DOBLE RENDIJA

tEE ωsin01 =

)sin(02 φω += tEE

πλ

φθ

2

sin =d θλπφ sin

2d=

21 EEEP +=

( ) ( )220 sincos2 φφ ω += tEEP

2

PEI ∝

( ) ( )22

222 sincos4

0

φφ ω += tEI

( )22

max cos φII pro =

( )yII Ld

pro λπ2

max cos=

¿Qué es un fasor?

Un fasor es un número complejo con información sobre el valor máximo y la fase de una función sinusoidal.

ADICIÓN FASORIAL DE ONDAS

ejemplo

CAMBIO DE FASE DEBIDO A LA REFLEXIÓN

Una onda electromagnética experimenta un cambio de fase de 180° en la reflexión de un medio de mayor índice de refracción que el del medio en el que la onda está viajando.

INTERFERENCIA EN PELÍCULAS DELGADAS

nmt λ)(2 21+=Interferencia constructiva:

Interferencia destructiva: nmt λ=2

ANILLOS DE NEWTON

nRm

rλ≈anillos oscuros:

Calcule el espesor mínimo de la película (n1 = 1.45) que produce la menor reflexión a una longitud de onda de 550 nm, la cual se encuentra en el centro del espectro visible.

Una película delgada en forma de cuña de índice refractivo n se ilumina con luz monocromática de longitud de onda λ, como se indica en la figura. Describa el patrón de interferencia observado en este caso.