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INTERFERENCIAS: DOBLE RENDIJA

Aplicación práctica

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Pulsa en "Start" para lanzar la aplicación en una ventana emergente, después lee las instrucciones que figuran más abajo en esta página y realiza las actividades que te propongo.


Instrucciones de manejo del applet

Pulsando en "Start" lanza el applet. Puedes moverlo de lugar "pinchando" y arrastrando sobre su borde azul superior.

Los valores iniciales son: distancia entre rendijas 150 y longitud de onda 15. Se pueden cambiar los valores escribiendo un nuevo valor y pulsando "enter" en el teclado.

Ya dentro del applet, "start " reinicia la emisión de ondas y la reemisión por las rendijas .

Puedes variar la distancia entre las rendijas arrastrando una de ellas con el botón derecho del ratón. Pulsando sobre cualquier punto del medio se para la animación y aparecen trazadas hacia ese punto las distancias desde las rendijas. La diferencia de distancia se muestra dividida por la longitud de onda (el valor obtenido se llama números de longitud de onda).

Aunque a veces se ven números negativos debes pensar que cambiando el orden de las distancias en la resta se verían valores postivos (restando la distancia menor de la mayor).

Actividades

Realiza, observa y comprueba lo siguiente:

1- Observa lo que representa la longitud de onda. Fíjate en que la abertura de las ranuras es menor que la longitud de onda (condición para la difracción). Por la izquierda de las ranuras llegan ondas planas. La onda al cruzar no cambia ni su frecuencia (no se acumulan ni estiran), ni su velocidad de propagación, ni su longitud de onda.

Al atravesar la ranura se abren en todas direcciones (a este fenómeno se le llama difracción) y a continuación interfieren entre si las ondas procedentes de las dos ranuras. Un punto del medio (materia en la que se propagan) recibe la influencia de las dos ondas.

2.- Aumenta la longitud de onda escribiendo un nuevo valor en "wave length" y pulsando "enter" en el teclado. Observa que la longitud de onda está representada:

por la distancia entre los trazos verticales de la izquierda, que representan las ondas incidentes planas y

por la distancia, medida a lo largo de los radios, entre los semicírculos de las ondas circulares emitidas por las rendijas.

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3.- Imagina que lo que ves representado en el applet son ondas planas que viajan por la superficie del agua, que llegan a la barrera en que están las rendijas, pasan a través de ellas y se transforman en ondas circulares.

4.- Con la animación finalizada, sitúate sobre una de las ranuras, pulsa el botón izquierdo y arrástrala verticalmente para variar la separación entre las ranuras (la abertura de la ranura permanece constante). Al hacerlo verás como se desplazan unas líneas que cruzan el applet: son las líneas de inteferencia constructiva. Una de ellas siempre está dibujada perpendicular a la barrera, en medio de las ranuras. Las ondas constructivas no son estacionarias (no se produce en ellas el mismo valor de suma) y sus valores pasan desde un pico a un valle. Si una onda transmite movimiento hacia abajo la otra también y en fase con ella.

En los puntos en que llegan desfasadas los efectos de una se suman siempre a los de la otra de tal manera que si una ordena "cresta" la otra puede mandar "valle" y anularse.

5.- Deja que finalice la animación y, con el botón izquierdo pulsado, desplázate por una de esas zonas desdibujadas que corresponden a una interferencia constructiva. Verás que sobre ellas la diferencia de distancia siempre da un número constante de longitudes de onda (cero para la línea central). Aunque hacia el lado superior se ve la diferencia negativa, tu puedes leerla como positiva (para ello sólo tendrías que cambiar el orden en la resta poniendo la distancia mayor primero).

6.- En cualquier otra zona fuera de las líneas anteriores la suma de las distancias no será un múltiplo de la longitud de onda y no dará reforzamiento máximo: las dos ondas no llegan en fase.

Trata de desplazarte por una zona en que la diferencia de caminos sea 0.5.

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Ese camino será como la línea roja de la figura y la recta que une los puntos en los que la diferencia de camino es 0.5 es una rama de hipérbola.

Mientras haces esto sobre el applet, verás que el semicírculo rojo que sale del foco inferior se mantiene siempre en la mitad de la longitud de onda.

Autor de la página y
José Villasuso Gato
Autor del applet:
Fu Kwun Hwang
Página original del applet:
http://www.phy.ntnu.edu.tw/java/index.html F. K. Hwang