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​ UNIVERSIDAD NACIONALAUTONOMA DE MEXICOFACULTAD DE ESTUDIOSSUPERIORES CUAUTITLÁNLABORATORIO DE FÍSICA DE ONDASREPORTE DE LA PRÁCTICA:7-InterferenciaALUMNO: ​ ​ Salgado Carmona Alberto(Práctica realiza en pareja con Hernandez Reyes María Fernanda)Grupo:1301CPROFESOR: Arriaga Morales BaruchPRÁCTICA N...

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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTONOMA DE MEXICO FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES CUAUTITLÁN

LABORATORIO DE FÍSICA DE ONDAS

REPORTE DE LA PRÁCTICA: 7-Interferencia

ALUMNO: Salgado Carmona Alberto (Práctica realiza en pareja con Hernandez Reyes María Fernanda)

Grupo:1301C

PROFESOR: Arriaga Morales Baruch

PRÁCTICA No. 7 INTERFERENCIA CUESTIONARIO PREVIO. 1.- Enuncie el principio de superposición de ondas. Enunciado: Cuando se superponen dos fenómenos ondulatorios simples u ondas armónicas, el fenómeno resultante viene descrito matemáticamente por la suma de las ecuaciones de los fenómenos ondulatorios simples: Es decir, si las ecuaciones de las ondas de partida son, por ejemplo:

Entonces la ecuación del fenómeno resultante será:

De forma general, la superposición de dos ondas armónicas se denomina interferencia. En los módulos siguientes se ven tres casos de interferencia de ondas especialmente importantes en acústica:

● Interferencia de ondas coherentes de igual frecuencia: es el caso que se considera más habitualmente como a "interferencia" a secas; ● Pulsaciones, resultado de la interferencia de ondas coherentes de frecuencias semejantes; ● Ondas estacionarias, resultado de la interferencia de dos ondas de características iguales, pero de sentidos de propagación contrarios. 2.- Enuncie las condiciones más relevantes para que ocurra el fenómeno de interferencia de ondas luminosas. Para que se dé el fenómeno de la interferencia es necesario que: ● Haya dos fuentes de luz coherentes y puntuales ● Que el tamaño de las rendijas sean del orden de la longitud de onda.

3.- Atendiendo a dos ondas luminosas coherentes y con la misma frecuencia. ¿En qué circunstancias se tiene: a) Interferencia constructiva:: se produce cuando las ondas chocan o se superponen en fases, obteniendo una onda resultante de mayor amplitud que las ondas iniciales. b) Interferencia destructiva: es la superposición de ondas en antifase, obteniendo una onda resultante de menor amplitud que las ondas iniciales. 4.- Explique el experimento de Young debido a la interferencia de dos fuentes de ondas luminosas y escriba la expresión matemática respectiva El experimento de la doble rendija es maravillosamente simple y permitió a Thomas Young demostrar de forma convincente y por primera vez la naturaleza ondulatoria de la luz. Cuando las ondas provenientes de dos rendijas estrechas se superponen sobre una pantalla colocada a cierta distancia paralela a la línea que conecta estas rendijas, aparece en la pantalla un patrón de franjas claras y oscuras espaciadas regularmente (patrón de interferencia). Esta es la primera prueba clara de que luz más luz puede dar lugar a oscuridad. En la interferencia tiene lugar una redistribución espacial de la intensidad luminosa sin que se viole la conservación de la energía. Fenómeno que se conoce como interferencia.

5.- Explique la interferencia por división de frente de onda; enuncie algunos sistemas. El método consiste en crear, a partir de un único frente de ondas, dos frentes de onda que luego se recombinan. El paradigma de este tipo de interferencias es la experiencia de Young (que jugó un papel histórico muy importante en la aceptación de la teoría ondulatoria de la luz), que pasamos a considerar de forma simplificada.

La fuente S es monocromática y puntual, con lo que emite ondas esféricas. Los frentes de onda emitidos por S0 llegan a las aberturas S1 y S2 practicadas en una pantalla opaca. Estas aberturas se convierten en emisores secundarios de ondas esféricas que se superponen al propagarse. Nótese que las dos ondas que interfieren (las emitidas por S1 y S2) han sido obtenidas a partir de un único frente de ondas (emitido por S). De ahí el nombre de interferencias por división del frente de ondas. 6.- Explique la interferencia por división de amplitud; enuncie algunos sistemas.. Es una forma alternativa de producir interferencias. Consiste en reflejar parcialmente una parte del frente de ondas y transmitir el resto, por lo que este método recibe el nombre de división de amplitud. El ejemplo más sencillo es el de una lámina plano paralela iluminada por una onda plana (un haz de rayos paralelos). (Figura 2). Para describir el fenómeno de forma lo más sencilla posible vamos a considerar que la superficie tiene un coeficiente de reflexión bajo. De esta forma consideraremos la interferencia entre los haces fruto de las dos primeras reflexiones (que salen hacia arriba en la figura), o entre las dos primeras transmisiones (que salen hacia abajo en la figura), ya que los haces fruto de subsiguientes reflexiones son tan poco intensos que pueden ser despreciados. Evidentemente, en este caso la visibilidad del patrón de interferencias será pequeña ya que las dos ondas que interfieren tienen intensidades muy distintas.

Interferencias por división de amplitud, formada por la reflexión y refracción de luz monocromática sobre una lámina planoparalela OBJETIVOS. I. Aplicar los conceptos de los fenómenos de interferencia. II. Medir experimentalmente la longitud de onda de un haz de láser. MATERIAL Y EQUIPO • Video: Michelson interferometer (MIT Departament of Physics Technical Services group) Fuente: Youtube https://www.youtube.com/watch?v=j-u3IEgcTiQ

DESARROLLO De acuerdo al video: Explique qué sucede con el centro y las franjas de los anillos concéntricos: 1) En sentido horario: L  as franjas se mueven hacia el exterior 2) En sentido antihorario: Las franjas se mueven hacia el interior

j) Mientras un alumno gira la perilla del micrómetro lentamente en sentido antihorario, losdemás alumnos cuentan los cambios de color del centro (interferencia constructiva o destructiva), se recomiendan mínimo 20 cambios

El número de cambios de color del centro es igual al número de franjas (m). La distancia recorrida por el micrómetro está representado por l k) Registre el número de franjas. m= 20 franjas l) Registre la distancia recorrida por el micrómetro l = 6.5 μm = 6500 nm 3.- Calcule la longitud de onda del láser utilizado la expresión:

𝛌 = 0.65 μm = 650 nm 4.- Calcule el porcentaje de error en la obtención del valor experimental de la longitud de onda de la luz del láser y el valor especificado por el fabricante ( λfabricante = 632. 8 nm).

% Error= 2.64 %

m) Del video, se tomaron las siguientes imágenes realice las traducciones correspondientes para cada una. min. 2:45. (Fig 7.12) La luz entrante se divide en dos caminos.

min. 2:53. (Fig 7.13) Las fases relativas de las ondas dependen de la longitud de sus respectivos caminos.

min. 3:01. (Fig 7.14) Para ciertas longitudes de trayectoria, las ondas están en fase cuando se recombina y constructivamente interfieren.

min. 3:10. (Figura 7.15) Cuando uno de los caminos es acortado por una distancia de 1⁄4 de longitud de onda la fase relativa entre las ondas difiere en π.

min. 3:29 (Figura 7.16) Las ondas interfieren destructivamente

min. 3.47 (Fig 7.17) El espejo se mueve hasta que vuelve a aparecer el patrón de interferencia original.

min. 3:57 (Fig 7.18) La distancia a la que se acorta el camino corresponde a 1⁄2 longitud de onda

n) De acuerdo a las traducciones anteriores, explique el funcionamiento del interferómetro de Michelson. El Interferómetro, a través la división de un haz de luz por medio de un espejo fijo y un espejo móvil, es capaz de producir franjas de interferencia. Cuando los haces reflejados son llevados de vuelta juntos hacia el detector, se produce un factor de interferencia. CONCLUSIÓN La longitud de onda permanece constante conforme la perilla del micrómetro se gira, lo cual permite observar la interferencia de un haz de luz sobre otro. La interferencia en el camino de una tren de ondas por parte de otro tren, permite observar otra imagen, lo cual termina por comprobar la capacidad de las ondas para superponerse sobre ellas. Se puede comprobar que la interferencia entre las ondas no altera su energía y pueden ser visibles aún, aunque esta interferencia aún puede observarse a través de las sombras en la luz....