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Light Interference from two Sources

Storyboard

When light from two sources or grooves is superimposed, points are observed in the space in which there is constructive and other destructive interference generating areas of greater intensity or zero intensity.

>Model

ID:(1271, 0)



Mechanisms

Iframe

>Top



Code
Concept

Mechanisms

ID:(16088, 0)



El concepto de interferencia

Image

>Top


La interferencia ocurre cuando dos haces se superponen en un punto del espacio y con ello sus amplitudes se suman. Esto puede llevar a

• ambas tienen fases similares con lo que sus amplitudes son ambas positivas o negativas lo que lleva a una interferencia constructiva y a un aumento de la señal
• las fases difieren de modo que los signos de las amplitudes son mayormente distintos con lo que la interferencia es destructiva y la señal se reduce e incluso puede anularse

ID:(12495, 0)



El caso de dos rentijas

Image

>Top


Cuando se tienen dos rendijas se puede observar como la onda plana pasa a generar dos ondas esféricas que generan un campo de onda en que se observan las distintas interferencias. Si se localiza a alguna distancia una pantalla se puede observar el perfil de dichas interferencias creándose casos de interferencia constructiva como destructiva:

ID:(12496, 0)



Calculo de la interferencia en la pantalla

Image

>Top


Si se asume que la pantalla se encuentra a una distancia mucho mayor que aquella entre ambas fuentes (rendijas) se puede estimar el desface de ambas señales en forma relativamente simple:

ID:(12497, 0)



Patrón de interferencia

Image

>Top


Si se diagrama la intensidad registrada en la pantalla se vera lo que se denomina el típico patrón de interferencia:

ID:(12498, 0)



Model

Top

>Top




Parameters

Symbol
Text
Variable
Value
Units
Calculate
MKS Value
MKS Units
\theta_c
theta_c
Ángulo entre normal y línea de interferencia constructiva
rad
\theta_d
theta_d
Ángulo entre normal y línea de interferencia destructiva
rad
\pi
pi
Pi
rad

Variables

Symbol
Text
Variable
Value
Units
Calculate
MKS Value
MKS Units

Calculations


First, select the equation: to , then, select the variable: to
( n_d + 1/2)* lambda = d *sin( theta_d ) I = I_0 *cos( phi /2)^2 n_c * lambda = d * sin( theta_c ) phi =2* pi *( r_2 - r_1 )/ lambda y_m = Delta * n_c * lambda / d theta_ctheta_dpi

Calculations

Symbol
Equation
Solved
Translated

Calculations

Symbol
Equation
Solved
Translated

Variable Given Calculate Target : Equation To be used
( n_d + 1/2)* lambda = d *sin( theta_d ) I = I_0 *cos( phi /2)^2 n_c * lambda = d * sin( theta_c ) phi =2* pi *( r_2 - r_1 )/ lambda y_m = Delta * n_c * lambda / d theta_ctheta_dpi




Equations

#
Equation

\left( n_d + \displaystyle\frac{1}{2}\right) \lambda = d \sin \theta_d

( n_d + 1/2)* lambda = d *sin( theta_d )


I = I_0 \cos^2 \displaystyle\frac{ \phi }{2}

I = I_0 *cos( phi /2)^2


n_c \lambda = d \sin \theta_c

n_c * lambda = d * sin( theta_c )


\phi =\displaystyle\frac{2 \pi }{ \lambda }( r_2 - r_1 )

phi =2* pi *( r_2 - r_1 )/ lambda


y_m =\displaystyle\frac{ \Delta }{ d } n_c \lambda

y_m = Delta * n_c * lambda / d

ID:(16082, 0)



Constructive interference with two sources

Equation

>Top, >Model


Para que la interferencia sea constructiva es necesario que la diferencia de camino sea un múltiplo de el largo de onda\\n\\n

\Delta l = n \lambda

\\n\\nPor ello, como el largo es el cateto opuesto de un triangulo en que la hipotenusa es igual a la distancia entre ambas fuentes o rendijas se tiene\\n\\n

\Delta l = d \sin\theta



De ambas ecuaciones se tiene entonces que

n_c \lambda = d \sin \theta_c

\theta_c
Ángulo entre normal y línea de interferencia constructiva
rad
8438
n_c * lambda = d * sin( theta_c ) ( n_d + 1/2)* lambda = d *sin( theta_d ) y_m = Delta * n_c * lambda / d I = I_0 *cos( phi /2)^2 phi =2* pi *( r_2 - r_1 )/ lambda theta_ctheta_dpi

ID:(10938, 0)



Destructive interference with two sources

Equation

>Top, >Model


Para que la interferencia sea destructiva es necesario que la diferencia de camino sea un múltiple mas un medio del largo de onda\\n\\n

\Delta l =\left( n + \displaystyle\frac{1}{2}\right) \lambda

\\n\\nPor ello, como el largo es el cateto opuesto de un triangulo en que la hipotenusa es igual a la distancia entre ambas fuentes o rendijas se tiene\\n\\n

\Delta l = d \sin\theta



De ambas ecuaciones se tiene entonces que

\left( n_d + \displaystyle\frac{1}{2}\right) \lambda = d \sin \theta_d

\theta_d
Ángulo entre normal y línea de interferencia destructiva
rad
9955
n_c * lambda = d * sin( theta_c ) ( n_d + 1/2)* lambda = d *sin( theta_d ) y_m = Delta * n_c * lambda / d I = I_0 *cos( phi /2)^2 phi =2* pi *( r_2 - r_1 )/ lambda theta_ctheta_dpi

ID:(10939, 0)



Shiny girdle position

Equation

>Top, >Model


Con la distancia \Delta entre las fuentes y la pantalla, el n avo máximo se encontraran a una distancia y_n y bajo un angulo \theta_n de modo de que \\n\\n

\tan\theta_n = \displaystyle\frac{y_n}{\Delta}

\\n\\nPara ángulos pequeños la función tangente se puede aproximar por el seno\\n\\n

\tan \theta_n \sim \sin \theta_n



por lo que la posición de los máximo es

n_c \lambda = d \sin \theta_c



por lo que las posiciones de los máximos es

y_m =\displaystyle\frac{ \Delta }{ d } n_c \lambda

n_c * lambda = d * sin( theta_c ) ( n_d + 1/2)* lambda = d *sin( theta_d ) y_m = Delta * n_c * lambda / d I = I_0 *cos( phi /2)^2 phi =2* pi *( r_2 - r_1 )/ lambda theta_ctheta_dpi

ID:(10940, 0)



Intensity in one position

Equation

>Top, >Model


Si que existe un desfase

\phi =\displaystyle\frac{2 \pi }{ \lambda }( r_2 - r_1 )



se tendrá que la intensidad es igual a

I = I_0 \cos^2 \displaystyle\frac{ \phi }{2}

n_c * lambda = d * sin( theta_c ) ( n_d + 1/2)* lambda = d *sin( theta_d ) y_m = Delta * n_c * lambda / d I = I_0 *cos( phi /2)^2 phi =2* pi *( r_2 - r_1 )/ lambda theta_ctheta_dpi

ID:(10941, 0)



Phase difference

Equation

>Top, >Model


La diferencia de fase de da por la diferencia en los caminos recorridos. Si se denotan se tendra que

\phi =\displaystyle\frac{2 \pi }{ \lambda }( r_2 - r_1 )

\pi
Pi
3.1415927
rad
5057
n_c * lambda = d * sin( theta_c ) ( n_d + 1/2)* lambda = d *sin( theta_d ) y_m = Delta * n_c * lambda / d I = I_0 *cos( phi /2)^2 phi =2* pi *( r_2 - r_1 )/ lambda theta_ctheta_dpi

ID:(10942, 0)



0
Video

Video: Interferencia de la luz de dos Fuentes