11: Interferencia: Simulación de una cuba de ondas
Esta simulación muestra una vista superior de una fuente haciendo olas en la superficie de un tanque de agua (imaginar aprovechar la superficie de un estanque con el extremo de un palo a intervalos regulares). Los círculos blancos que vienen desde el punto representa las crestas de onda con depresiones en el medio. Dos fuentes se pueden ver al mismo tiempo y la separación entre ellos y la longitud de onda de ambos pueden ser ajustados.
Preguntas:
11.1. Después de mirar las olas de izquierda y derecha para verificar que son las misma, haga clic en 'Ambas' para verlas juntas. Olas de cada fuente se cancelarán en algunos lugares (interferencia destructiva) pero se sumarán en otros lugares (interferencia constructiva). ¿Cuántas líneas de interferencia constructiva puedes ver?
11.2. Con ambas fuentes cambie la longitud de onda. ¿De qué manera el número de líneas de interferencia destructiva cambia con la longitud de onda? Escriba una declaración acerca de la relación entre la longitud de onda y el número de líneas de interferencia.
11.3. Con ambas fuentes y una longitud de onda de 2,0, cambiar la separación entre las fuentes. ¿De qué manera el número de líneas de interferencia destructiva cambia con la separación? Escriba una declaración sobre la relación entre la separación de las fuentes y el número de líneas de interferencia.
11.4. Restablecer la simulación a los valores originales y haga clic en 'Ambas'. Supongamos que en lugar de un tanque de ondas esta simulación representa dos fuentes de luz (que tienen la misma longitud de onda y se propagan en de fase por ejemplo la luz de un láser que atraviesa dos aberturas pequeñas). La luz comienza en el medio y alcanza el borde superior. ¿Cuántos puntos brillantes se verían en la pantalla para el caso?
11.5. Si la simulación representa una fuente de luz de rendija doble, cambiando la longitud de onda sería equivalente a cambiar el color. Describir la diferencia en la ubicación de los puntos brillantes para el color representado por longitud de onda igual a 1 en comparación con la ubicación de los puntos para el color representado por longitud de onda igual a 4. Do que se producen en la misma ubicación en la pantalla (en la parte superior borde de la simulación)?
11.6. ¿Cuál sería el resultado en la pantalla de la luz, que era una mezcla de dos colores a través de una doble rendija que brilla?
La fórmula para la interferencia doble rendija está dada por d sen θbrillante = m λ donde m = 0, ±1, ±2, ±3 ... for the para el caso de interferencia constructiva. Para destructiva d sen θoscuro = (m + 1/2) λ donde m = 0, ±1, ±2, ±3 ... En ambos casos d es la distancia entre el centro de las aberturas (la separación de las fuentes ), el ángulo θ es el ángulo desde el máximo central a un número máximo y mínimo m o los máximos (o mínimos) a partir del centro (m = 0).
NOTA: Con el fin de medir realmente este efecto para la luz de las ranuras debe ser similar a la longitud de onda de la luz; En otras palabras, muy pequeño y cerrar junto con la pantalla a bastante distancia. La luz también debe ser coherente (tienen la misma fase que es el caso de la luz láser).
11.7. Para la luz 600 nm y una separación de 0,01 mm, ¿cuál es el ángulo (en radianes) en el primer máximo? ¿Cuál es el color de esta luz?
11.8. Para la pregunta anterior, a qué distancia debería estar la pantalla a fin de tener una separación de 2 mm entre el primer y segundo máximo?
© 2015, Wolfgang Christian y Kyle Forinash.
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