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Universidad Militar Nueva Granada. Presentado por: Johan Sebastián Daza, Cristian Camilo Sánchez, Santiago Tobón ondas estacionaras en un tubo cerrado

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Cristian Camilo Sánchez 1201997, Santiago Tobón 12022a62, Johan Sebastián Daza 1202068. Laboratorio de física Difracción Informe de laboratorio física óptica y acústica Universidad Militar Nueva Granada Resumen – para esta práctica de laboratorio se mostrará el fenómeno el cual produce que se desvíen los rayos de luz cuando estos pasan por una abertura de un diámetro menor o igual a la longitud de onda Para esta práctica se utilizó un montaje de difracción de un láser el cual se utilizó para obtener imágenes con distintos patrones en diferentes materiales como el cabello y rendijas utilizando el sistema de difracción de fraunhofer donde a través del montaje debemos de encontrar la longitud de onda del láser y el ancho de la rendija por donde incide la luz.

I.   II.

OBJETIVOS

Estudiar y analizar los patrones de difracción producidos por obstáculos y aberturas de distintos tamaños y formas Comprobar el principio de Babinet. MARCO TEÓRICO

Introducción: La difracción en la física se le conoce como el fenómeno característico en el cual las ondas obtienen una desviación de un objeto o al atravesar una rendija, las difracciones suelen ocurrir en cualquier tipo de ondas

La intensidad de la luz del láser de longitud de onda λ difractada por la rendija de ancho obedece a la siguiente expresión:

I =I 0 ¿ ) (1)

Donde I 0 es la intensidad incidente y π a sen (θ) la cual es la diferencia de fase en el ∅= λ punto de interés, siendo θ la dirección del patrón de interferencia el máximo principal es obtenido para θ=0 mientras los mínimos son obtenidos con la condición: δ=

πbsen (θ) = m π ;=n=1,2 … .(2) λ

λ (3) a La ecuación 3 limita los mínimos obtenidos experimentalmente de acuerdo a la relación λ /a es decir si a=2 λ entonces los valores posibles de n serian ±1±2. Y para obtener máximos seria b>λ En las direcciones dadas por sen ( θ )=m

III.

PROCEDIMIENTO

1 experimento en una rendija Ancho de hendidura de 0.12mm Objetivo determinar el ancho de la rendija a través de la medición de los mínimos de intensidad en el patrón de difracción. Por ejemplo, la difracción de ondas de luz de un láser se debe divergir en un rayo más amplio a una distancia del emisor. Las difracciones junto con divergencia se vinculan de manera que puede decirse que la difracción es una manifestación del fenómeno de la interferencia. Al observar la difracción de las ondas es relativamente común en todos los que nos rodea donde el fenómeno de difracción se presenta cunado una onda interactúa cuyas dimensiones son comparables con la longitud de onda. Difracción de Fraunhofer

Interferencia de la luz a través de dos rendijas si la luz del láser incide sobre dos rendijas de ancho a y de separación b con dimensiones adecuadas para que generen diferentes patrones de interferencia la intensidad que tiene la onda resultante detectada a una distancia D de las rendijas y teniendo en cuenta las difracciones en cada una seria: I =I 0 ¿ ).2 cos2 β (4) Donde πbsen (θ) 2 πasen(θ) y β= λ λ Y si no es tenida en cuenta la difracción de una rendija para θ=0 δ=

Universidad Militar Nueva Granada. Presentado por: Johan Sebastián Daza, Cristian Camilo Sánchez, Santiago Tobón ondas estacionaras en un tubo cerrado

I =I 2 cos 2 β (5) 2π Donde β= es su diferencia de desfase en el θ punto de interés, además la interferencia constructivas para los máximos será: a sen ( θ )=n λ (6)

226 cm

1.06

1.294

2

1.288

Experimento 2 Difracción de una rendija Determinar experimentalmente la longitud de onda de una laser colore verde mediante los mínimos de intensidad Laser verde 532 nm [teórico] Y[mm] ±0.05

-3

-2

-1

52.1 5 25.0 0 18.0 0

34.20

19.35

18.00 11.90

0

1

2

3

36.20

53.05

9.00

19.7 5 9.00

18.00

25.15

6.10

6.25

12.30

18.45

D[m] ±0.00 1

4.20 2.00 1.5

Procedimiento Experimento 1 difracción de una rendija: Anchura: 0.12 Rendija determinar experimentalmente el ancho de la rendija A a través de la medición de los mínimos de intensidad en el patrón de difracción

Promedio

±1

±2

±3

19.55 9.0 6.17

35.2 18 12.11

52.6 25.07 18.22

D[m] ±0.001

4.20 2.00 1.5

laser λ=632.8 nm Y[mm] ±0.05

-3

-2

-1

0

1

2

3

D[m] ±0.00 1

4.26

62.6 0 46.0 0 32.4 0

3.26 2.26

Promedio

41.10

21.00

31.10

14.40

21.00

13.20

22.0 0 18.3 0 14.0 0

45.20

64.55

34.05

49.65

23.20

34.20

±1

±2

±3

21.5 16.35 13.6

43.15 32.57 22.1

63.32 47.82 33.3

±

±

±

1.25 1.26

1.24 1.266

1.27 1.29

D[m] ±0.001

4.26 3.26 2.26

sen ( θ )=m λ=

mb l

λ a

Anchura 426 cm 326 cm

IV.

ANÁLISIS DE RESULTADOS

V.

CONCLUSIONES

en las imágenes se puede observar la intensidad luminosa de las rendijas es máxima en la zona central de la pantalla y disminuye drásticamente lejos de esta zona. Cuando la longitud de onda coincida con la anchura de la rendija, no existirán franjas oscuras y la rendija actuará como una fuente luminosa gracias a las imágenes se observó y se pude deducir que al momento de empezar a disminuir la abertura de la rendija en forma de máxima ha mínima; se vio como se iba refractando la luz y como desde un punto iniciaba a verse más y más máximos y mínimos hasta desaparecer cuando la abertura de la rendija se cerraba totalmente

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BIOGRAFÍAS

niversity Laboratory Experiments Physics,Phywe Vol.1-5, Ed. 94-95[2] Física vol. I y II: Mecánica, M.Alonso, E.Finn; Addison Wesley Iberoamericane SERWAY Raymond, Jewett John. Física para ciencias e ingeniería. Volumen 1. Thomson editores, sexta edición. 2005. - SEARS, Zemansky, Young. Física universitaria, Volumen 1. Pearson, Addison Wesley. Undécima edición. 2004. OHARIAN, H. MARKERT, J. Física para Ciencias e Ingeniería- Tercera edición. Volúmen 1. México.2009

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