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Interferencia de la luz de dos Fuentes

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Cuando se superponen luz de dos fuentes o ranuras se observan puntos en el espacio en que existe interferencia constructiva y otros destructiva generando zonas de mayor intensidad o intensidad nula.

>Modelo

ID:(1271, 0)



Mecanismos

Iframe

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Código
Concepto

Mecanismos

ID:(16088, 0)



El concepto de interferencia

Imagen

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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

Imagen

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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

Imagen

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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

Imagen

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

ID:(12498, 0)



Modelo

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Parámetros

Símbolo
Texto
Variable
Valor
Unidades
Calcule
Valor MKS
Unidades MKS
$\theta_c$
theta_c
Ángulo entre normal y línea de interferencia constructiva
rad
$\theta_d$
theta_d
Ángulo entre normal y línea de interferencia destructiva
rad
$\phi$
phi
Diferencia de fase entre ambas ondas
rad
$r_1$
r_1
Distancia del punto a la primera rendija
m
$r_2$
r_2
Distancia del punto a la segunda rendija
m
$\Delta$
Delta
Distancia entre rendija y pantalla
m
$d$
d
Distancia entre rendijas
m
$I_0$
I_0
Intensidad del haz en la rendija
W/m^2
$I$
I
Intensidad en un punto
W/m^2
$\lambda$
lambda
Largo de onda de luz visible
m
$n_c$
n_c
Número de línea de interferencia constructiva
-
$n_d$
n_d
Número de línea de interferencia destructiva
-
$\pi$
pi
Pi
rad
$y_m$
y_m
Posición de la franja en la pantalla
m

Variables

Símbolo
Texto
Variable
Valor
Unidades
Calcule
Valor MKS
Unidades MKS

Cálculos


Primero, seleccione la ecuación: a , luego, seleccione la variable: a

Cálculos

Símbolo
Ecuación
Resuelto
Traducido

Cálculos

Símbolo
Ecuación
Resuelto
Traducido

Variable Dado Calcule Objetivo : Ecuación A utilizar




Ecuaciones

#
Ecuación

$ \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)



Interferencia constructiva con dos fuentes

Ecuación

>Top, >Modelo


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
$d$
Distancia entre rendijas
$m$
8437
$\lambda$
Largo de onda de luz visible
$m$
8439
$n_c$
Número de línea de interferencia constructiva
$-$
8436

ID:(10938, 0)



Interferencia destructiva con dos fuentes

Ecuación

>Top, >Modelo


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
$d$
Distancia entre rendijas
$m$
8437
$\lambda$
Largo de onda de luz visible
$m$
8439
$n_d$
Número de línea de interferencia destructiva
$-$
8460

ID:(10939, 0)



Posición faja brillante

Ecuación

>Top, >Modelo


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 $

$\Delta$
Distancia entre rendija y pantalla
$m$
8440
$d$
Distancia entre rendijas
$m$
8437
$\lambda$
Largo de onda de luz visible
$m$
8439
$n_c$
Número de línea de interferencia constructiva
$-$
8436
$y_m$
Posición de la franja en la pantalla
$m$
8445

ID:(10940, 0)



Intensidad en una posición

Ecuación

>Top, >Modelo


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}$

$\phi$
Diferencia de fase entre ambas ondas
$rad$
8442
$I_0$
Intensidad del haz en la rendija
$W/m^2$
8441
$I$
Intensidad en un punto
$W/m^2$
8446

ID:(10941, 0)



Diferencia de fase

Ecuación

>Top, >Modelo


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 )$

$\phi$
Diferencia de fase entre ambas ondas
$rad$
8442
$r_1$
Distancia del punto a la primera rendija
$m$
8443
$r_2$
Distancia del punto a la segunda rendija
$m$
8444
$\lambda$
Largo de onda de luz visible
$m$
8439
$\pi$
Pi
3.1415927
$rad$
5057

ID:(10942, 0)



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