Catálogo general eXperimentos de FísiCa

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ÓpTICA ÓpTICA OnDuLATOrIA Difracción en una rendija doble y en rendija múltiple (P5.3.1.2) No de Cat. Artículo 469 91 Diafragma con 3 ranuras simples 1 469 96 Diafragma con 3 agujeros de difracción 1 469 97 Diafragma con 3 puentecillos de difracción 1 460 22 Soporte con muelles 1 1 1 471 830 Láser de He-Ne, linealmente polarizado 1 1 1 460 01 Lente en montura f = +5 mm 1 1 1 460 02 Lente en montura f = +50 mm 1 1 1 460 32 Banco óptico con perfil normal, 1 m 1 1 1 460 370 Jinetillo óptico 60/34 4 4 4 441 53 Pantalla traslúcida 1 1 1 300 11 Zócalo 1 1 1 469 84 Diafragma con 3 ranuras dobles 1 469 85 Diafragma con 4 ranuras dobles 1 469 86 Diafragma con 5 ranuras múltiples 1 469 87 Diafragma con 3 rejillas 1 469 88 Diafragma con 2 rejillas bidimensionales 1 P5.3.1.1 P5.3.1.2 P5.3.1.3 Difracción WWW.LD-DIDACTIC.COM ExpErIMEnTOs DE FísICA P5.3.1 En el experimento P5.3.1.1 se estudia los mínimos de intensidad de la difracción en una rendija. Para una rendija de ancho b sus ángulos j k respecto al eje óptico están dados por λ sin ϕk = k ⋅ k = 1; 2; 3; b ( ) λ: longitud de onda de la luz Un resultado similar se obtiene de la difracción en un puentecillo según el teorema de Babinet. En la difracción en un diafragma de abertura de forma circular con radio r se observan anillos de difracción concéntricos, cuyos mínimos de intensidad se encuentran bajo los ángulos j k vienen descritos por λ sin ϕk = k ⋅ k = 0, 610; 1116 , ; 1,619; r ( ) En el experimento P5.3.1.2 se observa la difracción en una rendija doble. Los máximos de intensidad se forman por interferencia constructiva de las ondas elementales de la primera rendija con las ondas elementales de la segunda rendija y cuyos ángulos j n vienen descritos por λ sin ϕn = n ⋅ n = 0; 1; 2; d P5.3.1.1 Difracción en una rendija, en un poste y en un diafragma de agujero de forma circular P5.3.1.2 Difracción en una rendija doble y en rendija múltiple P5.3.1.3 Difracción en una rejilla unidimensional y en una rejilla bidimensional ( ) para una distancia d desde el centro de una rendija al centro de la otra. La intensidad de diferentes máximos no es constante, debido a la influencia de la difracción en una rendija individual. En la difracción en más de dos rendijas con la misma distancia entre rendijas d la posición de los máximos de interferencia permanecen constante. Para un ancho de rendija fijo b, entre cada dos máximos se encuentra adicionalmente N-2 máximos secundarios, cuya intensidad decrece cuando el número de rendijas N aumenta. En el experimento P5.3.1.3 se estudia la difracción en una rejilla unidimensional y en una rejilla bidimensional. La rejilla bidimensional puede ser interpretada como la disposición de dos rejillas unidimensionales perpendiculares entre si. Los máximos de difracción son puntos en las intersecciones de una red cuadrática de líneas rectas. 175
ÓpTICA OnDuLATOrIA P5.3.1 Difracción en una rendija simple - Registro y evaluación con CASSY (P5.3.1.4) No de Cat. Artículo 460 14 Rendija variable 1 471 830 Láser de He-Ne, linealmente polarizado 1 1 578 62 Elemento fotoeléctrico, STE 2/19 1 1 460 21 Soporte para elemento enchufable 1 1 460 01 Lente en montura f = +5 mm 1 1 460 02 Lente en montura f = +50 mm 1 1 460 33 Banco óptico con perfil normal, 2 m 1 1 460 374 Jinetillo óptico 90/50 4 4 460 383 Jinetillo de corredera 90/50 1 1 524 013 Sensor-CASSY 2 1 1 524 220 CASSY Lab 2 1 1 524 040 Unidad µV 1 1 524 082 Sensor de giro S 1 1 301 07 Mordaza de mesa sencilla 1 1 309 48ET2 Sedal, 10 m, juego de 2 1 1 342 61 Pesas, c/u de 50 g, juego de 12 1 1 501 46 Cables, 100 cm, rojo/azul, par 1 1 469 84 Diafragma con 3 ranuras dobles 1 469 85 Diafragma con 4 ranuras dobles 1 469 86 Diafragma con 5 ranuras múltiples 1 460 22 Soporte con muelles 1 Adicionalmente se requiere: PC con Windows XP/Vista/7 176 ExpErIMEnTOs DE FísICA WWW.LD-DIDACTIC.COM P5.3.1.4 P5.3.1.5 1 1 Difracción ÓpTICA Para medir las intensidades de difracción se utiliza un fotoelemento con una rendija de incidencia estrecha, que puede ser desplazada sobre un jinetillo óptico en dirección perpendicular al eje óptico y cuya posición lateral se mide con un sensor de giro. Los datos son registrados y evaluados con el programa CASSY Lab. En el ensayo P5.3.1.4 se estudia la difracción en una rendija de ancho variable. Los datos registrados para la intensidad I son comparados con el resultado obtenido del cálculo de un modelo para un ángulo de difracción j pequeño, en el que el ancho de rendija b es considerado como parámetro: b sin s l b L π λ ϕ π λ ϕ ⎛ ⎛ ⎞ ⎞ ⎜ ⎜ ⎟ ⎟ ⎜ ⎝ ⎠ ⎟ con ϕ = ⎜ ⎟ ⎜ ⎟ ⎝ ⎠ λ: longitud de onda de la luz P5.3.1.4 Difracción en una rendija simple - Registro y evaluación con CASSY P5.3.1.5 Difracción en una rendija doble y en una rendija múltiple - Registro y evaluación con CASSY 2 s: desplazamiento lateral del fotoelemento L: distancia entre cuerpo de difracción y fotoelemento En el experimento P5.3.1.5 se observa la difracción en rendijas múltiples. En el cálculo de un modelo para fines de comparación se consideran como parámetros al ancho de rendija b y la distancia d entre rendijas. 2 πb sin λ l b N d sin d sin ϕ π λ ϕ π λ ϕ π λ ϕ ⎛ ⎛ ⎞ ⎞ ⎜ ⎜ ⎟ ⎟ ⎜ ⎝ ⎠ ⎟ ⎜ ⎟ ⎜ ⎟ ⎝ ⎠ ⋅ ⎛ ⎛ ⎞ ⎞ ⎜ ⎜ ⎟ ⎟ ⎜ ⎝ ⎠ ⎟ ⎜ ⎛ ⎞ ⎟ ⎜ ⎜ ⎟ ⎟ ⎝ ⎝ ⎠ ⎠ N: número de rendijas iluminadas 2
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