Óptica

1. DIFRACCIÓN DE LA LUZ
OBJETIVOS
 Utilizar una abertura variable para determinar la longitud de onda de un
láser mediante el patrón de difracción.
 Determinar el diámetro de un cabello humano mediante el patrón de
difracción
MATERIALES
 Rendija rectangular variable
 Láser
 Flexómetro
 Calibrador
 Cabello humano
MARCO TEÓRICO
DIFRACCIÓN: En física, la difracción es un fenómeno característico de las
ondas que se basa en la desviación de estas al encontrar un obstáculo o al
atravesar una rendija. La difracción ocurre en todo tipo de ondas, desde ondas
sonoras, ondas en la superficie de un fluido y ondas electromagnéticas como la
luz visible y las ondas de radio.
FIGURA-1
MAXIMO: Punto del desplazamiento de una onda en el cual presenta un
pico, estos a su vez varían en amplitud según se alejan de la fuente de la
señal. Estos máximos poseen una condición de la siguiente forma:
-si se cumple que hay dos fuentes de ondas, y un punto p0 como el sel
siguiente esquema (rojos):

2. Figura-2
Para darse un punto máximo, se cuenta con la condición, X1-X2=nα, con n
€ Z+.
MINIMO: como mínimo se considera un punto del desplazamiento de una
señal en el que se presenta un nodo, valle o inflexión. Estos a su vez son
los puntos antagónicos a los máximos, en estos se presenta un disminución
significativa del desplazamiento lineal de la señal. Estos se pueden visualizar
en la figura-2 de color gris. Los mínimos presentan la condición x1-x2=(2n-
1)α/2, con n € Z+.
PROCEDIMIENTO
De modo preliminar se realiza un reconocimiento parcial de3 los elementos
implicados en la práctica. Esta práctica que se lleva cabo está orientada a
reconocer las características de la difracción, esta se realizara en dos
secciones.
A) INTERFERENCIA DE ONDAS
Para esta parte de la implementación hay que tener en cuenta la
variabilidad que se da al trabajar con ondas en el agua, estas ondas
necesitan precisamente del agua para poderse desplazar, y es esto lo que
se entiende como ONDAS MECÀNICAS. Se debe implementar un montaje
en el cual se visualice fácilmente las ondas generadas por perturbaciones en
el agua, estas se deben capturar de la mejor manera posible, para obtener
las características del desplazamiento de la señal generada.
 Se debe fijar un punto P. medir la distancia dese la fuente-1 a dicho
punto, esto será X1, luego se debe medir la distancia entre dicho
punto y la fuente-2, esto será X2.
 Realizada las mediciones descritas anteriormente, se utilizan dichos
datos para despejar las siguientes formulas.
 Fijando el punto P en un máximo: X1-X2=nα, con n € Z+.
 Fijando el punto P en un mínimo: x1-x2=(2n-1)α/2, con n € Z+.
MONTAJE:
MAXIMO N=0X1
X2

3. FIGURA-3
PANTALLA:
FIGURA-4
Sépase que para lograr un resultados esperados, las dos fuentes de
ondas en la cubeta, F1 y F2, deben generar ondas “coherentes”, es decir
coincidir en fase, amplitud, y frecuencia; estas deben ser isócronas para
logra, en el mejor nivel posible una congruencia entre las mismas y analizar
los resultados.

4. FIGURA-5
Como se observa en la figura-5, el punto se ubica en un máximo del
desplazamiento de la onda generada.
X1=2.5cm
X2=0.8 cm
 :longitud de onda
 =4mm
1 cm10mm
? 2mm
 =0.4cm
Como el punto está dado en un máximo usamos la fórmula que corresponde:
X1-X2=nα, con n € Z+.
(2.5cm)-(0.8cm)=n(0.2cm)
1.7cm=n(0.4)
Dado que se encuentra en el máximo número 4, la ecuación será:
1.7cm=(4*0.4)
1.7=1.6

5. a
Láser
Rendija
variable
Pantalla
L
Líneadesegundo orden
Líneadeprimer orden
Franjabrillantecentral
Líneadeprimer orden
Líneadesegundo orden
Y
B) DETERMINACION DE LA LONGITUD DE ONDA DEL LASER
Realice el montaje de la Figura-6

FIGURA-6
B.1) FUNDAMENTO TEORICO:
Sépase que la difracción de la luz está comprendida entre los fenómenos
ondulatorios de las ondas electromagnéticas, estas ondas que son las que
no necesitan de un medio de propagación para desplazasen.
 :longitud de onda
a :tamaño de la rendija
y:(longitud del máximo principal )/2
l: distancia del laser a la pantalla
 luz=10exp(-7) m
Mínimo: senθ= /a
tanθ= /a
y/L= /a
 =y.a/L
2y=(13.5)cm
Y=(13.5)cm/2
Y=6.75cm
Pasando dicha distancia a metros.

6. 1m 100cm
?-->6.75cm
Y=0.0675m
A=0.1mm
L=10m
1m1000mm
?-->0.1mm
A=0.0001m
 =((0.0675m)(0.0001m))/(10m)=0.00000675m
Lo que se acerca significativamente al valor, valor ideal de la longitud de
onda de la luz.
VISUALIZACION DE LA DIFRACCION:
C. DETERMINACIÓN DEL DIAMETRO DE UN CABELLO HUMANO.
Reemplace la rendija variable como difractor por un cabello humano y
obtenga el patrón de difracción. Conociendo  , Halle d midiendo L y Y.
Para esta parte terminal de la implementación, se utiliza la siguiente
expresión algebraica:
a=( .L)/y

7. Las mediciones se realizan con dos cabellos distintos.
a)
2y=10.5cm
Y=5.25 cm
Despejando y en metros.
1mt 100cm
?-->5,25cm
Y=0.0525m
L=10 m
 =6328*10exp(-10)
a=(6328*10exp(-10)m)*(10m)/(0.0525m)=0.001205 m
b)
2y=18cm
Y=9 cm
Despejando y en metros.
1mt 100cm
?-->9cm
Y=0.09m
L=10 m
 =6328*10exp(-10)
a=(6328*10exp(-10)m)*(10m)/(0.09m)=0.001339 m
CONCLUSIONES
-la difracción actúa en inversa proporcionalidad con el diámetro del difractor.
-mediante la relación del difractor de luz y las repercusiones en las ondas de
luz, y con algunos datos como distancia del láser a la pantalla, se pudo
determinar la longitud de dicho infractor.

8. UNIVERSIDAD DE LOS LLANOS
F.C.B.I.
INGENIERIA ELECTRONICA
FISICA III
INTERFERENCIA Y DIFRACCION DE ONDAS
FRANKLIN JANCOVICK VARON HUERTAS
JAIME NICOLAS RODRIGUEZ
MIGUEL ANGEL DAZA
JESUS VILLAMIL ROMERO
VILLAVICENCIO-META
2014