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P.10 Difracción

Objetivos:

1) Observar y describir los patrones de difracción de

  • vidrio de gota
  • balín (mencionar si corresponde al regimen de Fraunhoffer o Fresnel)
  • diafragma Iris (régimen de Fraunhoffer y Fresnel)
  • distintas mallas (hexagonal, rectangular)

2) Medir la longitud de onda \lambda de un láser He-Ne con el patrón de difracción de una rendija con anchura b en el régimen de Fraunhoffer, sabiendo

b = \frac{\lambda L}{y_{1}}

donde L es la distancia entre la rendija y la pantalla \lambda la longitud de onda de la luz láser y y_{1} es el ancho del primer máximo del patrón de difracción.

3) Medir el radio de un agujero utilizando el patrón de difracción de Airy, sabiendo

a = 1.22 \frac{\lambda L}{2r}

donde r es el radio del primer máximo principal en el patrón de difracción de Airy, \lambda la longitud de onda del láser He-Ne del objetivo anterior y L la distancia de la rendija a la pantalla.

4) Medir el ancho de un cabello mediante su patrón de difracción, haciendo uso del principio de Babinet. Medir el ángulo \alpha entre dos cabellos cruzados mediante el patrón de difracción que producen al hacer incidir luz láser sobre ellos.

FECHA LÍMITE DE ENTREGA:

 

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P.9 Intereferómetro de Michelson

Objetivos:

1) Observar y describir la interferencia en un interferómetro de Michelson. ¿Cómo se verán las franjas si el camino óptico es \mathcal{L}_{1} - \mathcal{L}_{2} = 0? ¿Cómo se relaciona el surgimiento o colapso de las franjas con \mathcal{L}_{1} - \mathcal{L}_{2}?

2) Medir  la constante k del tornillo,  calibrando el interferómetro utilizando como norma la longitud de onda dada de un laser He-Ne, usando

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. En esta expresión se ha supuesto que \Delta y = k \Delta x.

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 que se observa en el patrón de interferencia.

Punto Extra. Observar interferencia con luz blanca.

Pregunta: ¿Cuá es el la longitud de coherencia del láser He-Ne, de la lámpara espectral de Cd, Na y de la lámpara colimadora (luz blanca)?

FECHA LÍMITE DE ENTREGA: 23/11/17 — 24 hrs.

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P8. Experimento de la doble rendija de Young

Objetivos:

1)  Observar y describir la interferencia de Young con luz monocromática (luz láser) utilizando una doble rendija.

2) Observar y describir el patron de interferencia cuando se tapa una rendija.

3) Medir la longitud de onda \lambda de un láser de He-Ne utilizando una doble rendija 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.

4)  Hacer una doble rendija con papel aluminio y probarla. Medir la separación entre rendijas a, utilizando la longitud de onda \lambda medida en el objetivo anterior.

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

FECHA DE ENTREGA: 14/11/17 — 24hrs

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P7. Retardadores de Fase (Polarización Circular)

Objetivos:

1) Producir luz circularmente polarizada haciendo pasar la luz por un polarizador lineal y un retardador de fase de \frac{\lambda}{4} , alineado a 45° del eje rápido del polarizador de la forma (\updownarrow + \frac{\lambda}{4}). Analizar la intensidad de la luz a la salida con un polarizador. Explicar.

2) Demostrar experimentalmente que si pasamos la luz circularmente polarizada (\updownarrow + \frac{\lambda}{4}) por un retardador de fase de \frac{\lambda}{4} alineado con el primero más un polarizador lineal alineado con el primero (\frac{\lambda}{4} +\updownarrow ) este filtra la luz en dirección contraria, es decir

(\updownarrow + \frac{\lambda}{4} ) +  (\frac{\lambda}{4} +\updownarrow ) \Rightarrow \nearrow +\frac{\lambda}{2} + \nearrow = I_{0} = 0

3) Analizar la polarización que pasa por un polarizador lineal y un retardador de fase de  \frac{\lambda}{2} ¿Cómo es la dirección de la polarización a la salida con respecto a la de entrada?, ¿como vamos a distinguir experimentalmente si un retardador es de \frac{\lambda}{2} o uno de \frac{\lambda}{4}

4) Graficar I(\theta) vs. \theta donde \theta es el ángulo de rotación del retardador, con respecto al primer polarizador. Sabiendo que la ecuación que describe la intensidad en función del ángulo de retardamiento es

I(\theta) = 4 |cos(\theta)sen(\theta)|^2

Utilizar el arreglo del punto tres con dos polarizadores lineales cruzados y un retardador de \lambda/2 entre ellos y hacerlo rotar.

4)  Analizar si la cinta adhesiva (diurex), el celofán, la lucita y el vidrio son retardadores de fase. Explicar ¿De cuánto es el retardador? ¿Por qué son retardadores?

Punto Extra) Entre dos polarizadores cruzados colocar un celofán arrugado, observar los colores y explicar por qué se observan.

FECHA LÍMITE DE ENTREGA: 3 de noviembre de 2017 a las 24 horas

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Tarea 2

¿Qué son los coeficientes de Fresnel?

Fecha de entrega 24 de octubre de 2017

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Avisos importantes

1- El jueves 12 de octubre no se podrá usar el laboratorio, por lo tanto no hay clases. El martes 17 de octubre reanudamos actividades. Pregunten si van a tener clases en sus otras materias, al parecer en los salones no se suspenden actividades.

2- El formato para nombrar su practica y para poner en el subjet (o asunto) en el correo deben ser:

P(numero de práctica)-ApellidoNombre.pdf

Donde el número de práctica es 01, 02, 03, 04, 05, etc

y el apellido y nombre debe ser de quien envia la practica.

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P6. Coeficientes de Fresnel

Objetivos:

1) Graficar la curva teórica de los coeficientes de Fresnel

\frac{\rho_{_{\parallel}}}{\rho_{\perp}} = \frac{|-\cos(i+r)|}{|\cos(i-r)|}

donde i es el ángulo de incidencia, r es el ángulo de refracción, \rho_{\perp} = E_{\perp}^{'}/E_{\perp}^{} son la razón de las componentes ortogonales del campo entre reflejada e incidente y \rho_{_{\parallel}} = E_{_{\parallel}}^{'}/E_{\parallel}^{} son la razón de las componentes paralelas del campo entre reflejada e incidente. Sabiendo tambien que

\tan(i_{B}) = n

donde i_{B} es el ángulo de Brewster y n el índice de refracción relativo.

2) Medir 5 puntos experimentales \theta(i) (medidos 10 veces cada uno) mediante la expresión

\frac{E_{\parallel}^{'}}{E_{\perp}^{'}} = \tan(\theta)

donde E_{_{\parallel}}' es la componente paralela del campo que se refleja y E_{\perp}^{'} la componente ortogonal del campo que se refleja. Comparar con la curva teórica.

FECHA LÍMITE DE ENTREGA: 29 de octubre 2017 a las 24 horas

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