Interferencia De Ondas Luminosas 31415k

INTERFERENCIA DE ONDAS LUMINOSAS. Se manifiesta cuando dos o más ondas se combinan porque coinciden en el mismo lugar del espacio. Cada onda tiene sus crestas y sus valles, de manera que al coincidir en un momento dado se suman sus efectos. Es frecuente que la interferencia se lleva a cabo entre una onda y su propio reflejo. Para que se dé el fenómeno de la interferencia es necesario que: 

Haya dos fuentes de luz coherentes y puntuales



Que los tamaños de las rendijas sean del orden de la longitud de onda.

Cuando las ondas que salen de los agujeros interfieren con unas con otra, se producen interferencias destructivas y constructivas lo que generará las franjas oscuras y los puntos luminosos respectivamente.

Existen dos tipos de interferencias de ondas: Interferencia constructiva: cuando dos ondas interfieren, en los puntos en que coinciden las dos crestas se dice que hay interferencia constructiva. En estos puntos se suman las amplitudes de las ondas.

Interferencia destructiva: al inferir dos ondas, en los puntos donde coincide una cresta de una onda con un valle de la otra onda se dice que hay interferencia destructiva. Las amplitudes en este caso se restan y pueden anularse por completo. Efecto que se produce cuando dos o más ondas se solapan o entrecruzan. Cuando las ondas interfieren entre sí, la amplitud (intensidad o tamaño) de la onda resultante depende de las frecuencias, fases relativas (posiciones relativas de crestas y valles) y amplitudes de las ondas iniciales; Por ejemplo, la interferencia constructiva se produce en los puntos en que dos ondas de la misma frecuencia que se solapan o entrecruzan están en fase; es decir, cuando las crestas y los valles de ambas ondas coinciden. En ese caso, las dos ondas se refuerzan mutuamente y forman una onda cuya amplitud es igual a la suma de las amplitudes individuales de las ondas originales. La interferencia destructiva se produce cuando dos ondas de la misma frecuencia están completamente desfasadas una respecto a la otra; es decir, cuando la cresta de una onda coincide con el valle de otra. En este caso, las dos ondas se cancelan mutuamente. Cuando las ondas que se cruzan o solapan tienen frecuencias diferentes o no están exactamente en fase ni desfasadas, el esquema de interferencia puede ser más complejo. La luz visible está formada por ondas electromagnéticas que pueden interferir entre sí. La interferencia de ondas de luz causa, por ejemplo, las irisaciones que se ven a veces en las burbujas de jabón. La luz blanca está compuesta por ondas de luz de distintas longitudes de onda. Las ondas de luz reflejadas en la superficie interior de la burbuja interfieren con las ondas de esa misma longitud reflejadas en la superficie exterior. En algunas de las longitudes de onda, la interferencia es constructiva, y en otra destructiva. Como las distintas longitudes de onda de la luz corresponden a diferentes colores, la luz reflejada por la burbuja de jabón aparece coloreada. El fenómeno de la interferencia entre ondas de luz visible se utiliza en holografía e interferometría.

EXPERIMENTO DE LA DOBLE RENDIJA DE YOUNG. Este experimento fue diseñado para responder a la pregunta de si la luz tenía una naturaleza corpuscular o si, más bien, consistía en ondas. Young comprobó un patrón de interferencias en la luz procedente de una fuente lejana al difractarse en el paso por dos rejillas, resultado que contribuyó a la teoría de la naturaleza ondulatoria de la luz. Antes de abordar su experimento propiamente dicho tenemos que tener claro un concepto. La difracción es un fenómeno en el que al pasar una onda por una rendija o abertura se formaran nuevos frentes de onda La interferencia es un fenómeno en el que dos o más ondas se superponen para formar una onda resultante de mayor o menor amplitud. Young en primer lugar puso una rendija muy estrecha delante de una fuente de luz solar. Este haz de luz incidía sobre una pantalla opaca en la que había dos rendijas muy estrechas y cercanas entre sí (S1 y S2).

Suponemos que las ondas que atraviesan las rendijas tienen una longitud de onda λ y están separadas una distancia d. Al atravesar las rendijas S1 y S2, las ondas se dispersan en todas direcciones.

En la pantalla detectora veremos cómo hay regiones con mucha intensidad (interferencia constructiva de la onda) y otras regiones con poca intensidad (interferencia destructiva de las ondas). Esto es lo que llamamos patrón de interferencia. Si queremos graficar este patrón, la figura que obtenemos es:

Resultados. Al incidir la luz de esas dos rendijas sobre una pantalla distante se obtiene, en lugar de dos manchas nítidas, una serie de franjas, en los que se observan máximos y mínimos dispuestos de manera regular. Esto se conoce con el nombre

de diagrama de interferencia. Este diagrama tiene su origen en la naturaleza ondulatoria de la luz. Las ondas que llegan a la rendija están en fase. Por el principio de Huygens cada una de estas rendijas se convertirá en una fuente puntual de ondas que saldrán de ellas con la misma fase; pero los rayos provenientes de cada rendija no siguen el mismo camino hasta llegar a la pantalla. La diferencia de caminos ópticos es la distancia x en ese diagrama, que viene dado cuando la distancia D de las rendijas de la pantalla es muy superior a la separación d entre las rendijas x=d sen (alfa)

Cuando la diferencia de camino x es un múltiplo impar de una semilongitud de onda lamba/2 se produce una región oscura. Por tanto, la condición de amplitud nula sobre la pantalla se da para aquellos ángulos que cumplan la relación Amplitud nula:d sen (alfa)n=±(2 n+1) λ /2 Los máximos se producirán en aquellos puntos sobre los que inciden las dos ondas en fase, es decir, cuando la diferencia de camino óptico sea nula o un múltiplo de la longitud de onda Amplitud máxima:d sen (alfa ’)n=±n λ

Y ahí se producirán franjas brillantes. Se puede establecer la distancia de dos franjas consecutivas: si una se encuentra

en

y 1=n λ ¿

d d a ), para la siguiente, ( y 2=( n+1 ) λ a ¿ ; por tanto la separación entre

d dos franjas, ( y 1− y 2=λ a ¿

es constante para un montaje determinado por lo que

se puede determinar experimentalmente landa. De esta forma Young calculo las longitudes de onda de la luz. De esta manera quedó demostrada la naturaleza dual onda-partícula de las partículas subatómicas. Sin embargo lo más asombroso era observar como esta cambiaba su naturaleza con el simple hecho de observarla, como si el electrón tuviera conciencia de que alguien lo estaba observando y decidiera entonces comportarse de manera diferente, tal vez toda la materia está conectada de alguna manera.