Practica 6 FIME Fisica 4

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE NUEVO LEÓN
FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA Y

ELÉCTRICA
Laboratorio de Física IV
Catedrático(a): Dr. Aldo Raudel Martinez Moreno
Practica 6
Periodo: Agosto-Diciembre 2020
Brigada: 305 Hora: V3
Nombre Matrícula Carrera

Francisco Javier Morales Amaya 1634261 ITS
Fecha entrega: ____4___ /_____11_____ /___2020____

Cd. Universitaria, San Nicolás de los Garza, N.L. “4 de noviembre
del 2020”
Introducción:
En Italia, posiblemente mientras Newton desarrollaba su famosa Óptica o Tratado de

la reflexiones, refracciones, inflexiones y colores de la luz— un jesuita italiano,
Francesco Grimaldi (1618-1663), físico y astrónomo, quien en 1651 dio los nombres
que hasta ahora conservan los accidentes del lado visible de la Luna, descubría un
importante fenómeno óptico llamado por él mismo difracción de la luz. Este fenómeno
se presenta siempre que de la luz emitida por una fuente se separa una fracción
interponiendo un cuerpo opaco y esto es lo que da origen a su nombre: división en
fracciones.
La difracción se puede observar interponiendo, justo frente a un ojo, una ranura muy
estrecha recortada en una lámina opaca; o bien, una ranura formada por los filos de
dos hojas de afeitar pegadas con cinta sobre una ranura más ancha recortada en una
tira de cartoncillo.
Mirando solamente por este ojo una luz distante, por ejemplo la flama de una vela
colocada a unos metros de distancia, esperaríamos percibir la imagen de la flama como
en la figura 2(a); sin embargo, si la ranura es suficientemente estrecha, se perciben
varias imágenes como en la figura 2(b). Esto, desde luego, tampoco es lo que
esperaríamos de acuerdo con la óptica geométrica.
Figura 2. La imagen de la flama de una vela según la percibe el ojo. (a) A través de una ranura ancha; (b)
A través de una ranura delgada; de difracción.
La figura 3(a) muestra las regiones geométricas de iluminación y de sombra producidas

por una ranura. Si colocáramos el ojo justo en el origen de estas regiones los rayos de
la región de iluminación pasarían al interior del ojo y formarían una imagen, y sólo una,
de la flama de la vela; esto es lo que vemos por una ranura ancha (Figura 2(a)). Las
imágenes múltiples que se observan con la ranura delgada indican que, al pasar por la
ranura, la luz forma varias regiones de iluminación a ambos lados de una región central
iluminada que corresponde, más o menos, a la región geométrica de iluminación. El
ojo forma imágenes con los rayos que recibe de cada una de estas regiones y las
percibe como en la figura 2(b).
Figura 3. Las zonas de iluminación y de sombra producidas por una ranura delgada. (a) Según la óptica
geométrica. (b) Según se observa en una ranura de difracción.
El fenómeno de la difracción de la luz y otros análogos se observan más nítidamente

en un cuarto oscuro y si en vez de la flama de una vela empleamos como fuente de luz
un solo punto luminoso. Se consigue uno fácilmente pasando luz de la flama de una
vela por un orificio pequeño perforado en un cartoncillo grueso, negro de preferencia,
en la forma que muestra la figura 4. Mirando la luz de la vela que pasa por el orificio a
través de la ranura de difracción colocada justo frente al ojo se observa un conjunto de
bandas luminosas, de intensidad decreciente respecto a la más intensa del centro, que
se llama patrón de difracción de una ranura (Figura 4).
Figura 4. Arreglo para observar la difracción de un haz de luz que se forma haciendo pasar luz de la
flama de una vela por un orificio pequeño perforado en un cartoncillo.
El patrón de difracción de una ranura parece negar la propagación rectilínea de la luz.

Si pensamos en la luz simplemente como si fueran rayos, sin importar su naturaleza,
las imágenes laterales parecerían provenir de rayos desviados de la dirección de los
rayos centrales; es decir, de rayos que habrían torcido su rumbo al pasar los filos de las
hojas y penetrado en la sombra geométrica. El fenómeno de la difracción de la luz, por
lo tanto, contradice la hipótesis de los rayos rectos; es decir, contradice la hipótesis de
la propagación rectilínea de la luz. Parece que la luz, después de todo, sí puede dar la
vuelta a los objetos opacos.
Si pensamos en la luz como rayos formados por partículas, o corpúsculos, el fenómeno
de la difracción de la luz nos lleva también a consecuencias muy interesantes.
Podríamos, por ejemplo, imaginar un sencillísimo experimento para medir el "tamaño"
de tales partículas; simplemente pasaríamos luz, como la proveniente de una vela, por
ranuras más y más estrechas hasta alcanzar una que apenas permitiera su transmisión.
El diámetro de las "partículas de luz" sería apenas superior a la anchura de esta ranura.
Sin embargo, observando la flama de una vela a través de ranuras de difracción de
diferentes anchuras, o con una ranura estrecha de anchura variable como la de la
figura 5, se encuentra que todas producen imágenes múltiples; esto es, se comprueba
que no es posible encontrar una ranura que "apenas permita el paso de la luz"; para
conseguir esto es necesario cerrar la ranura completamente.
Las "partículas" que según Newton compondrían los rayos luminosos parecerían, pues,
carecer de dimensiones definidas, ya que la luz pasa por las ranuras más estrechas.
Este sorprendente resultado no demuestra, sin embargo, que la luz no está compuesta
por partículas; sólo demuestra que, si lo estuviera, las partículas no serían como
pequeñísimas canicas ni pelotas rígidas con dimensiones definidas.
Figura 5. Una ranura de difracción de anchura variable. Los filos de las hojas se ponen en contacto por
un extremo y se separan en el otro por el espesor de un trocito de papel antes de fijarlos con cinta a la
tira de cartón.
Desarrollo:
Para esta práctica de laboratorio se utilizará como fuente de luz un láser de He-Ne, por
lo cual los estudiantes deben leer atentamente, antes de realizar la práctica, las
medidas de seguridad orientadas para el trabajo con éste equipo. Este láser emite luz
visible de color rojo con una longitud de onda de 632.8nm y una potencia de 1.5mw.
El esquema básico de la instalación experimental para la realización de esta práctica se

muestra a continuación:
Para mostrar una de las aplicaciones que tiene el fenómeno de la difracción
utilizaremos el mismo para calcular el ancho de una de las rendijas, seleccionando para
ello la rendija que nos muestre el patrón de luz mas claro.
La fórmula para calcular la posición de los mínimos de difracción en el patrón

producido por una rendija tiene la forma:
aSen Θ=±mλ
Donde:
a= ancho de la rendija
θ= ángulo de la dirección en la cual se encuentra el mínimo, según el esquema.
λ= longitud de onda de la luz del láser
m= número entero que da el orden del mínimo.
Hipótesis:
El cálculo de la rendija con los datos obtenidos, deberá ser muy cercano al tamaño real
de la rendija.
Cálculos y mediciones:
Con las mediciones debidas, obtenga los datos y el despeje para calcular a.
x 2 mm
tgθ= = =0.0125
L 160 mm
−6
mλ 1 ( 632.7 x 10 mm )
a= = =0.0506 mm
senθ Sen 0.0125
x 4 mm
tgθ= = =0.025
L 160 mm
−6
mλ 1 ( 632.7 x 10 mm )
a= = =0.0 2503 mm
senθ Sen 0.0 25
x 8 mm
tgθ= = =0.05
L 160 mm
−6
mλ 1 ( 632.7 x 10 mm )
a= = =0.0 506 mm
senθ Sen 0. 05
x 4 mm
tgθ= = =0.1
L 160 mm
−6
mλ 1 ( 632.7 x 10 mm )
a= = =0. 00633 mm
senθ Sen 0. 1
Preguntas
1. ¿Hay un mínimo o un máximo de intensidad? ¿se acercó o se alejó del centro?

Hay un mínimo de intensidad como se vaya acercando.
2. ¿Por qué resulta más fácil determinar así las dimensiones de objetos
pequeños?¿cómo cree Ud. Sería el patrón que se observará?. ¿Qué nuevo
fenómeno tiene lugar en este caso?.
Sería un patrón muy alejado del centro, un patrón muy abierto, o de alguna manera sería
mucho más difícil determinarlo ya que con tan solo que muevas un poco el láser, ya se
cambiaron las líneas, por lo que se debe de ser muy preciso.

Practica 6 FIME Fisica 4

Cargado por

Copyright:

Formatos disponibles

Practica 6 FIME Fisica 4

Cargado por

Información del documento

Descripción original:

Derechos de autor

Formatos disponibles

Compartir este documento

Compartir o incrustar documentos

Opciones para compartir

¿Le pareció útil este documento?

¿Este contenido es inapropiado?

Copyright:

Formatos disponibles

Practica 6 FIME Fisica 4

Cargado por

Copyright:

Formatos disponibles

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE NUEVO LEÓN

FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA Y

Catedrático(a): Dr. Aldo Raudel Martinez Moreno

Brigada: 305 Hora: V3

Nombre Matrícula Carrera

Fecha entrega: __4_ /___11_ /_2020____

En Italia, posiblemente mientras Newton desarrollaba su famosa Óptica o Tratado de

La figura 3(a) muestra las regiones geométricas de iluminación y de sombra producidas

El fenómeno de la difracción de la luz y otros análogos se observan más nítidamente

El patrón de difracción de una ranura parece negar la propagación rectilínea de la luz.

El esquema básico de la instalación experimental para la realización de esta práctica se

La fórmula para calcular la posición de los mínimos de difracción en el patrón

1. ¿Hay un mínimo o un máximo de intensidad? ¿se acercó o se alejó del centro?

También podría gustarte