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5/8/2018 Práctica de Laboratorio Espejos de Fresnel - slidepdf.com
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Nombre de la Estudiante:
Denisse Villamar Herrera
Nombre de la Profesora:
Francisca Flores Nicolalde
Fecha de Entrega:
19 - julio – 2011
Paralelo: 3
Práctica: 7
I Término 2011 - 2012
Instituto de Ciencias Físicas
Espejos de Fresnel
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En la clase pasada se trato sobre los Espejos de Fresnel.
Nuestro objetivo fue medir la longitud de una fuente luminosa utilizando los espejos de
Fresnel.
Estos últimos son dos espejos planos ligeramente inclinados uno con respecto al otro. A los
espejos de Fresnel se les hace incidir un haz de luz monocromática, y las reflexiones de esta,
creadas por las superficies de los espejos sobre una pantalla, parecen provenir de dos fuentes
virtuales y . Los haces así reflejados se superponen, moviendo un tornillito ubicado en la
parte de atrás de los espejos, formando un patrón de interferencia. Para hallar la longitud de
onda fue necesario medir:
La distancia q medida desde la fuente de luz hasta la imagen virtual formada en la
pantalla.
La distancia A que es la separación entre las imágenes de las fuentes virtuales
proyectadas sobre la pantalla.
La distancia f o distancia focal dada por la lente convergente ubicada frente a los
espejos de Fresnel.
El valor d que es la separación entre dos máximos en la pantalla de observación (no es
otra cosa que ⁄ ).
Es importante detallar la organización de los equipos y lo que se observo en cada orden.
Para medir la longitud de onda es necesario quitar la lente convergente después de medir A y
q para lograr encontrar d . Esto una y otra vez alejando la lente.
La ecuación de interferencia constructiva (longitud de onda) es:
Esta práctica fue muy parecida a la Doble Rendija de Young y además utilizamos algunas de sus
fórmulas.
Los nuevos materiales fueron registrados como en todas las prácticas para así acostumbrarnos
a los nombres.
La práctica no nos resulto fácil pero este reporte será lo más explícito posible para así
demostrar lo aprendido. El porcentaje de error de la práctica está entre 2,4 y 5,36%.
A continuación detallaré el procedimiento seguido con los respectivos resultados no sin antes
una breve introducción del tema.
Fuente de Luz
Lente Divergente
Espejos de Fresnel
Pantalla
En la pantalla se observo el
patrón de interferencia
constructiva.
Fuente de Luz
Lente Divergente
Espejos de Fresnel
PantallaLente Convergente
En la pantalla se observo dos
puntos representando las
imágenes de dos fuentes virtuales.
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Augustin-Jean Fresnel (pronunciado [fʁɛ nɛl] en francés) (10 de mayo de 1788 – 14 de julio de
1827) fue un físico francés que contribuyó significativamente a la teoría de óptica ondulatoria.Fresnel estudió el comportamiento de la luz tanto teórica como experimentalmente.
Sus descubrimientos y deducciones matemáticas, fundamentadas en el trabajo experimental
de Thomas Young, extendían el principio de Huygens a más fenómenos ópticos.
Su empleo de dos espejos metálicos planos, que formaban entre sí un ángulo de casi 180°, le
permitieron evitar los efectos de la difracción causados por las aperturas en el experimento de
Grimaldi sobre la interferencia. Esto le permitió conjuntar la teoría de ondas con el fenómeno
de la interferencia.
Estudió las leyes de la interferencia de los rayos polarizados con François Arago. Obtuvo luz
con polarización circular mediante cristales romboidales, conocidos como “rombos de
Fresnel”, que tenían ángulos obtusos de 126° y agudos de 54°.
Quizás es más conocido por ser el inventor de la lente de Fresnel, que se usó por primera vezen un faro bajo su administración y que hoy en día se encuentra en muchas aplicaciones.
Se realizaron tres actividades. La primera, el reconocimiento de materiales; la segunda, dibujar
el patrón de interferencia constructiva y la tercera, hallar la longitud de onda utilizando
espejos de Fresnel.
ACTIVIDAD 1. Reconocimiento de los equipos para la práctica.
Material Imagen
Fuente de luz
Espejos de Fresnel
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ACTIVIDAD 2. Patrones de Interferencia.
Los materiales utilizados fueron: fuente de luz lineal, lente divergente, espejos de Fresnel
y pantalla traslúcida.
Procedimiento:
1) Se coloco los equipos como lo indica la figura.
2) Hicimos incidir la luz en la lente divergente.
3) Se giro el tornillo de ajuste, que esta detrás de los espejos de Fresnel, esto hasta lograr
una solo semi-luna de patrón de interferencia.
4) Se observo la forma y los espacios entre franjas brillantes y franjas oscuras.
5) Se dibujo en el espacio correspondiente.
ACTIVIDAD 3. Determinación de la longitud de onda.
Los materiales utilizados fueron: calibrador, regla de 200 cm., fuente de luz lineal, lentedivergente, espejos de Fresnel, lente convergente y pantalla traslúcida.
Procedimiento:
1) Se agrego la lente convergente para así asegurar que visualizaríamos la
imagen real de las dos fuentes virtuales del espejo.
2) Movimos la pantalla hasta lograr una imagen clara de las dos fuentes
virtuales. Se registro la distancia A entre los dos puntitos.
3) Se retiro la lente convergente y se visualizo el patrón de interferencia, de
allí medimos la distancia entre máximos y anotamos el valor de n para así calcular d. 4) Se midió la distancia q entre la pantalla y la lente convergente.
5) Se calculo el valor de la longitud de onda (landa) con la fórmula planteada en el
resumen.
6) Se repitió los pasos hasta completar cuatro datos.
Los datos son registrados en la siguiente tabla:
Nf
[xm]
d
[xm]
q
[xm]
[x]
[xm]
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Donde:
f Distancia focal de la lente
d Separación entre dos máximos en la pantalla de observación.
Distancia entre la pantalla y la lente convergente.
Distancia entre las imágenes de las fuentes virtuales proyectadas sobre la
pantalla. Longitud de onda de la luz incidente
ACTIVIDAD 2. Patrones de Interferencia.
Se pudo observar que:
Se formó una semi-luna con franjas brillantes y oscuras.
En la mitad del círculo o inicio de la semi-luna se encuentra n=0 o el brillo más
fuerte.
Las franjas van haciéndose más chicas y centradas, allí la forma de semi círculo.
ACTIVIDAD 3. Determinación de la longitud de onda.
Nf
[xm]
d
[xm]
q
[xm]
[x]
[xm]
1
15
0,5 189 0,3 629,88
2 0,6 213 0,32 634,79
3 0,04 31 0,11 686,784 0,034 35 0,15 624,49
Los errores fueron:
| |
Fue interesante, para mí y mis compañeros, visualizar el comportamiento de la luz al pasar
por las lentes y el espejo de Fresnel.
| |
Para =1
| |
Para =2
| |
Para =3
| |
Para =4
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Es posible hacer comparaciones de esta práctica con la de Doble Rendija de Young, ya que
tiene el mismo principio. Los patrones de interferencia son distintos debido a que en esta
ocasión la luz incide por una lente divergente, y esta ayudo a la forma del patrón. Tal como
en la Doble Rendija de Young no es posible lograr un patrón con dos fuentes de luz distintas
puesto que no estarían sincronizadas.
El error presente en los cálculos provienen de la inexactitud de los valores de q y de A.Es de vital importancia la oscuridad porque permite la mejor visualización de las franjas al
igual que la máxima concentración, observación y evaluación del comportamiento de ellas
al hallarse a distintas distancias y diferentes anchos. Es importante también la precisión de
las medidas para así permitir el menor porcentaje de error al calcular la longitud de onda.
Para dos fuentes no sincronizadas no se podrá lograr un patrón. Es posible visualizar el
patrón de interferencia debido a que las ondas que pasan por las rendijas provienen
de la misma fuente y por tanto están sincronizadas. d= ⁄ se halla en el patrón de interferencia constructiva.
Se usa la lente convergente para tener una imagen real de las fuentes virtuales.
Es importante sacar y añadir la lente convergente para sacar las medidas necesarias.
Debido que la distancia L es grande en comparación con la distancia de la lente
convergente al espejo, es posible aproximar a .
El aumento de la imagen M es igual
. .
Imágenes:
Celular.
Información:
http://es.wikipedia.org/wiki/Augustin_Fresnel
