Taller IV: Óptica Física

Profesor: Andrés E. Bedoya Velásquez

Universidad Nacional de Colombia

Martes 17 de Noviembre de 2015

1. Hacer una interpretación de cada una de las ecuaciones de Maxwell y hacer un

esquema (para cada una) que permita entender dichas interpretaciones.

2. En un experimento de doble rendija, la distancia entre las rendijas es 𝑑 =

5.0 𝑚𝑚 y la distancia a la pantalla es 𝐷 = 1.0𝑚. Sobre la pantalla se forman dos

patrones de interferencia: uno debido a la luz con 𝜆1 = 480 𝑛𝑚 y 𝜆2 = 600 𝑛𝑚.

¿Cuál es la separación entre el tercer orden de las franjas brillantes de los dos

patrones?

3. Una fuente de luz coherente de 501.5 nm es dirigida a través de dos rendijas

paralelas sobre un muro delgado. Cada rendija es de 0.700 µm de ancho y los

centros están separados 2.80 µm. La luz llega a una pantalla semicilíndrica cuyos

ejes están en la línea media entre las rendijas.

a. Predecir las direcciones de cada máximo de inferencia en la pantalla como

un ángulo que se aleja de la bisectriz de la línea que une las rendijas.

b. Describir el patrón de luz en la pantalla, especificando el número de franjas

brillantes y su ubicación.

c. Encontrar la intensidad de la luz en la pantalla en el centro de cada franja

brillante, expresado como una fracción de la intensidad de luz 𝐼𝑚𝑎𝑥 en el

centro del patrón.

Recordar: la expresión para la intensidad asociada a un patrón de difracción

generado por múltiples ranuras.

4. El espectro de hidrógeno incluye una línea roja a 656 nm y una azul a 434 nm.

¿Cuáles son las separaciones angulares entre estas dos líneas espectrales

obtenidas con una red de difracción que tiene 500 líneas/cm?

Sugerencia: leer sobre redes de difracción

5. Un estudiante nota un magnifico espectro que se refleja en un DVD. El direcciona

un haz con un puntero láser verde hacia el DVD, formando tres puntos que se

reflejan en una pantalla. El estudiante encuentra que el espaciamiento entre los

puntos fue de 1.29 m en la pantalla ubicada a 1.25 m del DVD. ¿Cuál es el

espaciamiento de las “ranuras” del DVD?

6. Seleccione una posible aplicación que involucre la interferencia y/o difracción de

ondas electromagnéticas, presente de manera breve:

a. Su principio físico

b. Elementos ópticos y/o electrónicos utilizados (lentes, espejos, diafragmas

de iris, generadoras de ondas, entre otros) y la función que desempeñan

dentro del montaje del equipo.

c. Piense en un problema (ingeniería, laboral, etc.) que esta aplicación

(instrumento) que usted seleccionó le permita resolver (recuerde: usando

el principio de interferencia y/o Difracción). ¿Cómo cree que lo resolvería?

Usar argumentos lógicos basados en los temas vistos y en la potencialidad

de la aplicación seleccionada.