miércoles, 25 de abril de 2012

Este es el blog del seminario de física sobre ondas.

Una onda consiste en la propagación de una perturbación de alguna propiedad de un medio,a través de dicho medio, implicando un transporte de energía sin transporte de materia. El medio perturbado puede ser de naturaleza diversa como aire, agua, un trozo de metal e, incluso, inmaterial como el vacío.

Características:
Todas las ondas tienen un comportamiento común bajo un número de situaciones estándar. Todas las ondas pueden experimentar los siguientes fenómenos:
Difracción - Ocurre cuando una onda al topar con el borde de un obstáculo deja de ir en línea recta para rodearlo.
Efecto Doppler - Efecto debido al movimiento relativo entre la fuente emisora de las ondas y el receptor de las mismas.
Interferencia - Ocurre cuando dos ondas se combinan al encontrarse en el mismo punto del espacio.
Reflexión - Ocurre cuando una onda, al encontrarse con un nuevo medio que no puede atravesar, cambia de dirección.
Refracción - Ocurre cuando una onda cambia de dirección al entrar en un nuevo medio en el que viaja a distinta velocidad.
Onda de choque - Ocurre cuando varias ondas que viajan en un medio se superponen formando un cono.

Interferencia:
Thomas Young fue quien descubrió el fenómeno de la interferencia. La interferencia es el efeto que se produce cuando dos o mas ondas se solapan o entrecruzan. Cuando las ondas interfieren entre sí, la amplitud de la onda resultante depende de las frecuencias, fases relativas, y amplitudes de las ondas iniciales.
Tipos particulares de interferencias:
-Constructiva: Se produce en los puntos en que dos ondas de la misma frecuencia que se solapan o entrecruzan están en fase; es decir, cuando las crestas y los valles de ambas ondas coinciden. En este caso, las dos ondas se refuerzan mutuamente y forman una onda cuya amplitud es igual a la suma de las amplitudes individuales de las ondas originales.
-Destructiva: Se produce cuando dos ondas de la misma frecuencia están completamente desfasadas una respecto a la otra, es decir , cuando la cresta de una onda coincide con el valle de otra. En este caso, las dos ondas se cancelan mutuamente.

Experimento de la doble rendija.

Historia del experimento: El experimento de Young, también denominado experimento de la doble rendija, fue realizado por Thomas Young, en el año 1800. Este científico realizó el primer experimento típicamente ondulatorio al producir interferencia entre las ondas generadas en dos rendijas; fenómeno (hasta ese momento) inexplicable en términos de la teoría “corpuscular de la luz “. Para ello  utilizó luz flitrada de un arco de mercurio para asegurarse de trabajar con luz lo más monocromática posible. De este modo Young observó una serie de áreas iluminadas y oscuras, y observó además que un cierto punto en la pantalla se iluminaba cuando una de las rendijas era tapada mientras que se convertía en un punto oscuro cuando ambas rendijas estaban descubiertas. En otras palabras observó que la “luz + luz” a veces produce una zona iluminada y otras una zona oscura. Si la luz tuviese una naturaleza corpuscular, como sostenían la mayoría de los físicos de entonces, el fenómeno descubierto por Young no tendría una explicación acertada. El resultado del experimento de Young puede analizarse mediante un tratamiento ondulatorio y teniendo en cuenta el Principio de Huygens, el cual establece que : “Cualquier punto sobre el cual llega una perturbación ondulatoria se vuelve fuente secundaria de ondas.”

Posteriormente, la experiencia ha sido considerada fundamental a la hora de demostrar la dualidad onda corpúsculo, una característica de la mecánica cuántica. El experimento también puede realizarse con electrones, protones o neutrones, produciendo patrones de interferencia similares a los obtenidos cuando se realiza con luz, mostrando, por tanto, el comportamiento dual onda-corpúsculo de la materia.

Como ya se ha dicho es una interferencia sin desfase de dos ondas idénticas. Para ello emitimos un rayo láser a una doble rendija observándose el fenómeno con ondas luminosas monocromáticas. Utilizamos una sola fuente de ondas para evitar el desfase que llevarían dos fuentes de ondas con misma longitud de onda (láseres idénticos) pero no necesariamente emitiendo en fase. Con esto evitamos la necesidad del uso de fasores para los cálculos. Al observar en el laboratorio descubrimos que no era posible medir la distancia entre máximos y mínimos así como de los mismos al centro de la interferencia con los instrumentos disponibles de manera precisa de modo que esta eventualidad marcó un nuevo objetivo para el experimento además del de observar el fenómeno en persona.

A continuación mostramos una imágenes sobre la realización del mismo y los cálculos y esquemas para hallar la posición de los máximos y mínimos.

Como conclusión extraemos que las fórmulas utilizadas funcionan correctamente ya que los valores arrojados por las mismas se asemejan bastante a la posición de los picos y valles de interferencia observados y reflejados en la fotografía.






Por:
Georgieva Dobreva, Steliana
Herranz Padilla, Víctor
Mateo Pinter, Verónica
Pulpeiro González, Jorge