Estudio de la Difracción de la Luz: Experimento y Cálculos
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Red de Difracción
Objetivo:
- Calcular la longitud de onda (λ) de una fuente de luz.
Planificación:
La red de difracción es un dispositivo que permite separar la luz en sus componentes. Existen dos tipos de difracción: por reflexión y por transmisión. Una red de difracción se construye haciendo ranuras o rayas paralelas igualmente separadas en la superficie plana de un metal (red de reflexión) y placa de vidrio (transmisión). Al incidir luz monocromática (una sola λ) en una red de difracción, las ondas emergentes se encuentran en fase (constructivamente) al igual que destructivamente, obteniéndose un patrón de interferencia constructiva si:
d * sen(θ) = ±mλ (m = 0, 1, ...)
Procedimiento:
Utilice el Sensor de Rotación para medir el desplazamiento circular del disco graduado en grados y el sensor de luz para determinar la posición, por la intensidad lumínica, de los diferentes máximos de orden de difracción. Primero se realiza el estudio para la Luz Láser y luego para la Luz Blanca.
Utilice el DataStudio para registrar y mostrar los datos por medio de un gráfico. Determine a partir de él, la variación angular y con estos datos determine la longitud de onda tanto para la Luz Láser como para cada color del espectro de la Luz Blanca.
- Determine para cada muestreo empleando la herramienta inteligente el ángulo inicial, el ángulo y la variación angular. En la experiencia de luz blanca el ángulo inicial es 0.
- Transfiera los resultados a una tabla en el informe de laboratorio.
| Color | θ1 | θ2 | Delta θ | λ = d * sen(Delta θ) / m |
|---|---|---|---|---|
| Luz Láser | 6.45 | 31.78 | 25.32 | 7.13 * 10^-7 |
| Rojo | 0 | 24.014º | 24.014º | 6.79 * 10^-7 |
| Naranja | 0 | 22.253º | 22.253º | 6.32 * 10^-7 |
| Amarillo | 0 | 21.234º | 21.234º | 6.04 * 10^-7 |
| Verde | 0 | 20.574º | 20.574º | 5.86 * 10^-7 |
| Azul | 0 | 16.611º | 16.611º | 4.77 * 10^-7 |
| Violeta | 0 | 15.621º | 15.621º | 4.49 * 10^-7 |
Cálculo de d:
El valor del máximo m = 1
d = (1/600) / 1000
Conclusiones:
- Compare los valores obtenidos con valores de referencia.
- ¿Cuál es el ancho en longitud de onda del espectro electromagnético que para el ser humano es visible?
- Si utilizara un láser de nitrógeno (λN = 337 nm), ¿a qué distancia del centro se encontraría el mínimo de orden 2?
- ¿Esta longitud de onda se encuentra dentro de la banda del espectro visible o no?
Respuestas:
1- Con respecto a los valores de referencia, el violeta, el azul y el rojo están dentro del rango, los demás tienen un pequeño margen de error. Esto se debe a las posibles distorsiones que se generan en la toma de datos.
2- Con respecto a nuestros datos, el espectro electromagnético visible para el ser humano es del rango 4.49 * 10^-7 y 6.79 * 10^-7.
3- A) d * sen(θ) = m * λ => 1.67 * 10^-6 * sen(θ) = 2 * 337 * 10^-9 => sen(θ) = 0.4 => θ = 23.57º
B) El láser de nitrógeno no se encuentra dentro del espectro visible, ya que su longitud se encuentra por debajo de la longitud del color violeta que es el valor mínimo de longitud visible por el ser humano.