Lab. Para La Determinación De La Longitud De Una Onda.

INFORME DE LABORATORIO

“DETERMINACION DE LA LONGITUD DE ONDA”

MÓNICA PALOMINO

VIVIANA SALINAS

HAROLD CASTAÑEDA

VANESSA CASTILLO

HUMBERTO RINCON

Docente de física

FUNDACION UNIVERSIDAD DE AMERICA

FACULTAD DE INGENIERIAS

AREA DE HUMANIDADES

MATERIA: FISICA 4

BOGOTA D.C. 2013

OBJETIVOS

Analizar la frecuencia de perturbación para las ondas estacionarias, estudiado sobre cuerdas.

Medir las posibles frecuencias de oscilación de una cuerda que está unida en sus dos extremos.

Determinar la serie armónica.

MARCO TEORICO

De acuerdo con las descripciones físicas más modernas, la luz, la radiación electromagnética, puede presentar un carácter corpuscular, por ejemplo, en el efecto Compton, o en la absorción de fotones en el efecto fotoeléctrico o un carácter ondulatorio, por ejemplo, en un interferómetro de Michelson, dependiendo del experimento a que se la someta.

Desde un punto de vista histórico, a lo largo de los siglos XVII y XVIII, la teoría corpuscular de la luz, defendida por Newton, dominó el panorama de la física, en oposición a la teoría ondulatoria, defendida por Huygens. El experimento de la doble rendija, llevado a cabo con éxito por primera vez por Thomas Young entre 1801 y 1807, está considerado como uno de los experimentos más bellos de la física. Esta experiencia puso de manifestó que, al menos en determinadas circunstancias, la luz se comporta como un fenómeno ondulatorio.

La luz láser es un dispositivo que utiliza un efecto de la mecánica cuántica, la emisión inducida o estimulada, para generar un haz de luz coherente (todas las ondas emitidas tienen la misma longitud de onda y la misma orientación) de un medio adecuado y con el tamaño, la forma y la pureza controlados.

Cuando un rayo de luz se hace incidir sobre una rendija, si la anchura (l) de la rendija es comparable con la longitud de onda λ de la radiación incidente, se produce un patrón de interferencias característico sobre la pantalla colocada en el lado opuesto. Este patrón se denomina difracción de Fraunhofer y consta de una banda central muy iluminada a cuyos lados aparecen bandas oscuras y claras de forma alternada. La intensidad luminosa de estas bandas laterales es mucho menor que la de la banda central, por lo que resultan difíciles de observar.

Cuando un rayo de luz monocromática se hace incidir sobre una doble rendija, cada una de ellas se convierte en un foco emisor de luz en todas direcciones, produciendo un patrón de interferencias, en la parte común de sus conos de luz, diferente del que se obtiene con una sola rendija.

Sean F1 y F2 los dos focos coherentes, separados por una distancia d, y sea L la distancia entre el centro de F1 y F2 y la pantalla. En un punto P a distancia y de O, la diferencia de caminos ópticos (considerando la propagación en el aire) es (ver la figura 1),

En la figura 1, Los máximos u órdenes se repiten simétricamente hacia arriba y hacia abajo en los lugares en que la diferencia de caminos recorridos por las ondas desde las ranuras hasta el punto es igual a un número entero de longitudes de onda.

λ=(y∙d)/Dm

Esta es la relación hallada por Young que nos permite hallar la longitud de onda (λ) de una radiación midiendo las siguientes distancias: entre las ranuras de la rendija (d), de la pantalla a las ranuras de la rendija (D), y del centro al respectivo orden (y).

MATERIALES

Rejilla de difracción.

Laser

papel

PROCEDIMIENTO

MEDICION DE λ USANDO PATRONES DE DIFRACCION

Usamos un laser y una red de difracción común, podemos determinar la longitud de onda del laser, incidimos el laser sobre la red de difracción calibrada y cuyo espaciamiento es entre líneas.

Luego partimos del máximo central se toman las respectivas medidas (primero, segundo y tercer orden).

Sen θmax=m* λ/d

Determinar la longitud de onda del laser y su error

A partir de la siguiente ecuación se encontró el valor de longitud de onda para diversas condiciones diferentes

y_max=Dλm/d

Sabiendo que

D es la distancia desde la rendija hasta la pantalla donde se proyecta la imagen.

d es la ventanilla que se utilizo en especifico.

m es la posición de m-esimo mínimo respecto al máximo principal.

De esta ecuación se despeja para encontrar la longitud de onda de la siguiente manera

λ=(d y_max)/Dm

De este modo se realizaron varias experiencias en las cuales se dejo fijo el valor de d variando D para las tres primeras m observables. Obteniendo la tabla siguiente

d=100 lineas/mm (d=1x10^-5 m) primera ventana

m D (cm) Y max (cm) λ (cm)

1 64 4,5 7,031〖x10〗^(-5)

2 79 10,3 6,518〖x10〗^(-5)

3 163 19 3,885〖x10〗^(-5) cm

m=1

λ=((1x〖10〗^(-3) cm)(4,5 cm))/((64 cm)(1))

λ=7,031〖x10〗^(-5) cm

m=2

λ=((1x〖10〗^(-3) cm)(10,3 cm))/((79 cm)(2))

λ=6,518〖x10〗^(-5) cm

m=3

λ=((1x〖10〗^(-3) cm)(19 cm))/((163 cm)(3))

λ=3,885〖x10〗^(-5) cm

d=300 lineas/mm (d=3,33x10^-6 m) segunda ventana

m D (cm) Y max(cm) λ (cm)

1 64 14,5 7,552〖x10〗^(-5)

2 79 35 7,383〖x10〗^(-5)

3 ¬- ¬- -

m=1

λ=((3,33x〖10〗^(-4) cm)(14,5 cm))/((64 cm)(1))

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