ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORAL

INSTITUTO DE CIENCIAS FÍSICAS

LABORATORIO DE FÍSICA D

Práctica # 7

TEMA: Espejos de Fresnel

ESTUDIANTE:

Jonathan Recalde E.

PROFESOR:

Msc. Ronald Rovira Jurado

PARALELO: 5

FECHA:

22 de Diciembre del 2010

Resumen:

Se experimentó variando la posición de la pantalla con respecto a la lente convergente para obtener diferentes datos y posteriormente determinar la longitud de onda de la fuente luminosa.

Objetivos:

Medir la longitud de onda de una fuente luminosa utilizando los espejos de Fresnel.

Introducción:

La suma de dos ondas mecánicas puede ser constructiva o destructiva. En la interferencia constructiva la amplitud de la onda resultante es mayor que la de cualquiera de las ondas individuales, mientras que en la interferencia destructiva la amplitud resultante es menor que la de cualquiera de las ondas individuales. Las ondas de luz también interfieren entre sí. Fundamentalmente toda interferencia asociada con ondas luminosas surge cuando se combinan los campos electromagnéticos que constituyen las ondas individuales. Los efectos de interferencia en las ondas luminosas no se observan con facilidad debido a las cortas longitudes de onda implicadas (de 4 x 10-7 m a 7 x 10-7m). Para la interferencia sostenida en las ondas luminosas que se observan se deben cumplir las siguientes condiciones: las fuentes deben ser coherentes, es decir, deben mantener una constante de fase entre sí; las fuentes deben ser monocromáticas, es decir de una sola longitud de onda.

Los espejos de Fresnel son dos espejos planos ligeramente inclinados uno con respecto al otro. Las reflexiones de un haz de luz monocromática, creadas por las superficies de los espejos sobre una pantalla, parecen provenir de dos fuentes virtuales. Los haces así reflejados se superponen formando un patrón de interferencia. Para medir la longitud de onda se requiere determinar la distancia entre los centros de los máximos y la separación de las fuentes luminosas virtuales.

Procedimiento:

Se colocó sobre el banco óptico el diafragma, a continuación los espejos de Fresnel y también fue necesario colocar una pantalla. Se superpuso los haces reflejados girando el tornillo de ajuste, que están en el reverso de los espejos de Fresnel. Se dibujo la imagen proyectada sobre la pantalla. Se determinó la distancia entre los máximos (véase figura 1). Posteriormente se colocó los equipos como lo indica la figura 2. Con ayuda de una lente convergente se determinó la distancia p de las fuentes virtuales de luz.

Figura 1 Figura 2

Resultados:

1. Se requiere la utilización de una lente convergente para poder observar las imágenes de las dos fuentes.

2. Se observó en conjunto un patrón de interferencia de forma un tanto ovalado con una distancia muy pequeña entre los máximos.

3. Conforme se aumentó la distancia entre la lente convergente y la pantalla, se obtuvieron datos más precisos y concordantes de acuerdo a lo esperado.

Tabla 1

Nf

x10-2[m]d

x10-2[m]q

x10-2[m]A

x10-2[m]λ

x10-9[m] 1 30 0.0718 236.0 1.60 618.782 0.067 135.6 0.60 655.883 0.076 122.0 0.41 628.054 0.090 133.0 0.40 610.54

λ teorico = 632,18 nmλ prom = 628.31 nm

%E=¿Vt – Ve∨ ¿Vt

∗100¿

%E=¿632 .18 –628.31∨ ¿632 .18

∗100¿

%E= 0.61%

Análisis:

1. Fue necesario el uso de una lente convergente, puesto que sin ella lo que se pudo observar solamente es la formación del patrón de interferencia a manera de franjas; por lo que se requirió la lente convergente para que pueda formarse una imagen real de las dos fuentes y de esta forma reflejarse en la pantalla, para después determinar la distancia de separación entre las mismas.

2. Provocando el rebote de la luz en dos espejos casi paralelos, se generan unas franjas de interferencia (reforzamientos y anulaciones de las ondas) cuya amplitud está en función de las distancias a las seudofuentes (espejos), y longitud de onda utilizada.

3. Aumentando la distancia entre la lente y la pantalla los datos fueron de mayor precisión, debido a que al hacer esto se obtuvieron imágenes más claras sobre la pantalla facilitando la medición.

Conclusiones:

La característica distintiva de la luz de un láser es que la emisión de luz de muchos átomos está sincronizada en cuanto a frecuencia y fase. Se conservan relaciones de fase definidas a lo largo de longitudes proporcionalmente mucho mayores del haz, y la luz láser es mucho más coherente que la luz ordinaria.

El traslape de ondas de dos fuentes coherentes de luz monocromática forman un patrón de interferencia.

Cuando dos fuentes están en fase, hay interferencia constructiva en los puntos donde la diferencia de longitud de recorrido óptico a partir de las dos fuentes es cero o un número entero de longitudes de onda.

Bibliografía:

Serway R., Beichner R., Física para ciencias e ingenierías, Quinta edición, Edit McGraw-Hill.Cap.37.

Física Universitaria Sears Zemansky. tomo II, Onceava edición, Edit. Pearson, Cap. 35.