Estudio de la Difracción: Determinación de Longitudes de Onda con Redes de Difracción

Red de Difracción y Estudio del Fenómeno de Difracción

Objetivos

• Determinar la longitud de onda de emisión del láser empleando una red de difracción de una onda electromagnética.
• Determinar la longitud de cada color de la luz blanca empleando una red de difracción.
• Determinar la longitud de onda de emisión del láser basándose en el fenómeno de difracción de una onda electromagnética en una rendija.

Planificación

La red de difracción es un dispositivo que permite separar la luz en sus componentes. Existen dos tipos: Redes de difracción por reflexión y redes de difracción por transmisión. Una red de difracción se construye haciendo ranuras o rayas paralelas igualmente espaciadas en la superficie plana de un metal (red por reflexión) o de una placa de vidrio (red por transmisión). Precisamente son las ranuras las que dispersan la luz y tienen como resultado ser opacas, por lo que los espacios entre las ranuras se comportan como rendijas.

Parte I

1. Ubique inicialmente una luz láser frente a la rejilla de difracción y observe lo que ocurre en la pantalla.

Se fueron formando la serie de máximos y mínimos.

2. Mida la distancia entre el punto central y el primer máximo. Mida la distancia entre la rejilla y la pantalla y obtenga el ángulo formado.

Determine con estos datos y la expresión (1) la longitud de onda del láser

d = 0.000125 (m)

sen θ = tg θ = 0.004/0.815 = 0.0049 (m) >>>>>> Ocupando el triangulo

d sen θ = m*λ

λ = 0.000125*0.0049/1 = 612*10^-9 (m)

Parte II

1. Ponga en lugar del láser una fuente de luz blanca
2. Repita los puntos 2 y 3 de la parte I para cada color que observe claramente en la pantalla y así determinar la longitud de onda

L = 0.0013 (m), d = 1.6*10^-6 (m)

Color Ángulo Longitud de onda (m)

Violeta 14.93º 4.1*10^-7

Azul 16.5º 4.5*10^-7

Verde 18.43º 5.05*10^-7

Naranjo 20.13º 5.5*10^-7

Amarillo 21.25º 5.79*10^-7

Rojo 22.7º 6.17*10^-7

El fenómeno de difracción ocurre cuando las dimensiones de los obstáculos son comparables con la longitud de la onda y se hace presente en forma de una distorsión de la propagación de ésta.

Parte III

La experiencia consiste en la utilización de un láser de Helio-Neón como fuente de onda plana, monocromática y coherente. Esta radiación incide sobre una rendija que será facilitada por el profesor, obteniéndose así el patrón de difracción.

(sen ?1 = λ / 2L)

bsen(?m) =m λ

b = 0.00004 (m)

sen θ = tg θ = 0.0159 >>>>>> >> Ocupando la fórmula propuesta en 2.

λ(m)= 0.00004*0.0159/1 = 636*10^-9 (m)

Conclusiones y Aplicaciones

Podemos concluir que en la parte 1 y 3 donde trabajamos con el mismo láser existe una pequeña diferencia entre sus longitudes, pero aun así esta dentro o se aproxima al valor de la longitud de onda del láser que es de 650*10^-9 (m); por lo que el pequeño error se debe a la dificultad de medición. En la parte 2 se obtuvieron los valores de las longitudes de onda para cada color del espectro visible, concordando estas con los valores de referencia para cada color.