Archivo del Autor: labopticafciencias

3er. Examen

El 3er.  examen parcial será el MARTES 25 DE NOVIEMBRE, solo comprende la parte de interferencia y difracción, es decir, las prácticas,

8) Experimento de Young

9) Interferómetro de Michelson

10) Difracción de Fraunhofer

El examen empezará a las 11 am, con duración de 1 hora. Sean puntuales.

Deja un comentario

Archivado bajo Prácticas

P.11 Difracción de una hélice

Objetivos:

1) Obtener el patrón de difracción de una hélice (resorte).
2) Mediante el patrón de difracción obtenido, obtener los parámetros más importantes de la hélice estudiada: R diámetro de la estructura, P tamaño del ciclo y a grosor del filamento.

FECHA DE ENTREGA: 25/11/14 – 22hrs.

Deja un comentario

Archivado bajo Prácticas

P.10 Difracción de Fraunhofer

Objetivos:

1. Observar y describir los patrones de difracción de

i) Vidrio de gota

ii) Agujero circular (*)

iii) Balín (bolita de metal) (*)

iv) Diferentes rejillas (*)

v) Objetivo de microscopio

explicar lo que se observa y compararla con las predicciones teóricas (*)

2. Determinar el radio de un agujero de radio a midiendo el radio \Delta x del primer mínimo en el patrón de difracción de Airy producido por esta apertura  en el régimen de campo lejano mediante la relación

a = 1.22 \frac{\lambda L}{2 \Delta x}

donde la intensidad del patrón de difracción esta dada por la relación

I = I_{0} \left[ \frac{2J_{1}\left( \frac{2\pi}{\lambda} \; a \, sen(\theta) \right)}{\frac{2\pi}{\lambda} \; a \, sen(\theta)} \right]^{2}

donde, J_1 es la función de Bessel de 1er. orden, a es el radio de la abertura del agujero, I_{0} es la intensidad de haz de luz. Corroborar el resultado que se obtiene midiendo a con el microscopio viajero si la relación es

a=\frac{3.83 \lambda L}{2\pi r}

3. Determinar el ancho “b” de una rendija midiendo el primer mínimo en e l patrón de difracción producido por esa abertura en el régimen de campo lejano mediante la relación

b = \frac{\lambda L}{\Delta x}

si la relación de la intensidad del patrón de difracción para una rendija es

I(\theta) = I_{0} \left( \frac{sen(\beta)}{\beta}\right)^{2}

donde \beta = (kb/2) sen(\theta), con L la distancia de la rendija a la pantalla, \Delta x la distancia del centro del patrón de difracción al 1er. mínimo y \lambda la longitud de onda del láser. Comparar este resultado con el microscopio viajero.

4. Medir la anchura de un cabello usando la misma forma que en 3.

5. Observar y describir la difracción de la luz para una rejilla de dos lámparas espectrales, una de Na y otra de Hg, Cd, etc. en un espectrómetro.

FECHA DE ENTREGA: 18/11/14 – 22 hrs.

Deja un comentario

Archivado bajo Prácticas

Sobre la constante del tornillo en el Interferómetro de Michelson

En la Ref. [1] la distancia que se ha recorrido el espejo \Delta d, es igual al número de franjas contadas, multiplicada por la mitad de la longitud de onda del haz incidente y esta relacionado como

\Delta d = N \left( \frac{\lambda_0}{2} \right)

donde \Delta d = k \Delta y, k la constante del tornillo micrométrico, N el número de franjas (máximos-mínimos) y \lambda_0 la longitud de onda del haz incidente. En la Ref. [2] también se puede encontrar la misma relación de la forma

d_1 - d_2 = \left( m_1 -m_2\right) \frac{\lambda}{2}

misma expresión solo que con notación diferente. También hay un explicación concisa en la Ref. [3] sobre el interferómetro de Michelson.

Si sus datos dan del orden de k \simeq 0.2 estan usando la expresión de arriba y si estan obteniendo k \simeq 5 estan usando la expresión inversa que se les dió en el laboratorio. Tengan en cuenta esto al momento de calcular la longitud de onda.

Referencias

  1. E. Hecht, Optics, (Addison-Wesley 3rd. Ed., 1998) p. 403
  2. F.A. Jenkins and H.E. White, Fundamentals of Optics, (McGraw-Hill 3rd. Ed., 1957), p. 253
  3. M. Born and E. Wolf, Principles of optics, (Cambridge University Press 7th. Ed., 1999) pp. 334-337

Deja un comentario

Archivado bajo Prácticas

P.9 Intereferómetro de Michelson

Objetivos:

1) Observar la interferencia de dos haces por división de amplitud en un interferómetro de Michelson.

2) Calibrar el interferómetro utilizando como norma la línea roja 632.8 nm con la expresión

k = \frac{2\Delta y}{N \lambda}

donde  k es la constante del tornillo, \Delta y la distancia que se desplazo el tornillo en la dirección y, N el número de máximos y \lambda la longitud de onda.

3) Medir \bar{\lambda} para la luz amarilla de la lámpara espectral de Na, donde \bar{\lambda} = \frac{\lambda_{1} + \lambda_{2}}{2}.

4) Determinar el doblete \lambda_{1}, \lambda_{2} de la luz amarilla de Na, sabiendo que

\Delta \lambda = \lambda_{1}-\lambda_{2} = \frac{\lambda_{1}\lambda_{2}}{2(d_{1}-d_{2})}

donde d_{1}-d_{2} es la diferencia de camino óptico entre visibilidad mínima-mínima ó máxima-máxima que se observa el patrón de interferencia.

5) Encontrar la interferencia de la luz Blanca.

FECHA DE ENTREGA – 8/11/14 – 22 hrs

Deja un comentario

Archivado bajo Prácticas

2o. Examen

El 2o. examen parcial será el MARTES 28 DE OCTUBRE, solo comprende la parte de polarización, es decir, las prácticas,

5) Polarización Lineal

6) Ecuaciones de Fresnel

7) Retardadores de Fase (polarización circular)

El examen empezará a las 11 am, con duración de 1 hora. Sean puntuales.

Deja un comentario

Archivado bajo Prácticas

P.8 Experimento de Young

Objetivos:

1.  Observar y describir la interferencia de Young con luz monocromática utilizando una doble rendija. Describir el fenómeno observado cuando se tapa una rendija.

2. Medir la longitud de onda \lambda de un láser de He-Ne utilizando un par de rendijas comparando el valor de \lambda reportado, usando:

\Delta y = \lambda \frac{S}{a},

donde, y es la distancia entre máximos (mínimos) en el patrón de interferencia, S es la distancia entre la doble rendija y la pantalla, a es la separación entre las rendijas

3.  Hacer una rendija con papel aluminio y medir a para la separación entre ellas utilizando la luz de un láser de He-Ne.

4. Observar y describir la interferencia del la doble rendija de Young con luz blanca

5. Responder y argumentar las siguientes preguntas: ¿Interfiere la luz ortogonalmente polarizada? ¿Interfiere la luz de diferente color?

Punto Extra: Deducir la relación  \langle \mathbf{E}_{1} \cdot \mathbf{E}_{2} \rangle.

FECHA DE ENTREGA: 23/10/14 – 22 hrs.

Deja un comentario

Archivado bajo Prácticas