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Experimento de la doble rendija - Contenido educativo

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Subido el 19 de octubre de 2020 por Àngel Manuel G.

183 visualizaciones

En este vídeo examinamos qué tipo de interferencia produce la luz al pasar por dos rendijas y analizamos la relación de esta con la longitud de onda.

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En este vídeo vamos a hablar sobre el experimento de la doble rendija. 00:00:04
Este experimento fue realizado por Thomas Young 00:00:08
y ayudó a discriminar entre las teorías corpuscular y ondulatoria de la luz, 00:00:10
decantándonos por la segunda. 00:00:16
Es un experimento que se basa en que las ondas pueden realizar interferencias. 00:00:18
En primer lugar, describimos un poco el montaje. 00:00:23
Este montaje requiere de un foco de luz único 00:00:25
que emite una única onda 00:00:29
y hacemos pasar esta onda por dos aperturas muy pequeñas, dos rendijas, que están separadas a una distancia de minúscula 00:00:31
y esto gracias a la difracción lo que genera es una onda por arriba y una onda por abajo que tienen exactamente la misma frecuencia. 00:00:42
Entonces decimos que estas dos ondas son coherentes y como son coherentes pueden hacer interferencias entre ellas. 00:00:50
Estas dos ondas van a viajar una distancia muy muy larga, de mayúscula, mucho más grande que esta de minúscula 00:00:56
y van a proyectarse sobre una pantalla 00:01:04
En esta pantalla lo que habríamos esperado ver si la luz fuese un corpúsculo 00:01:07
es un montón de iluminación en un lado y un montón de iluminación en el otro lado 00:01:13
Sin embargo lo que se observa son puntos brillantes y oscuros distribuidos con este patrón 00:01:19
que recuerda muchísimo a la interferencia. 00:01:26
Por eso nos decantamos como que la luz es una onda. 00:01:29
Vamos a estudiar este experimento en detalle y para ello vamos a utilizar en primer lugar 00:01:33
la aproximación esta de que la distancia d es mucho mayor que la d minúscula entre las rendijas. 00:01:38
Nos vamos a fijar en uno de los puntos brillantes, por ejemplo he decidido este de arriba, 00:01:46
que se encuentra a una distancia x en la pantalla desde el centro. 00:01:51
Como es un punto brillante, necesitamos tener en ese punto una interferencia constructiva. 00:01:54
Esto significa que estas dos ondas que han llegado por caminos distintos y por lo tanto recorriendo longitudes distintas desde su foco particular, tienen que llegar aquí en fase. 00:02:13
en fase. Recordamos que en fase significa que si una onda está hacia arriba, la otra tiene que 00:02:27
estar también hacia arriba. Lo que no significa necesariamente es que ambas ondas tengan que 00:02:40
empezar en el mismo sitio. Por ejemplo, si la segunda onda empieza aquí, pero empieza exactamente 00:02:45
con la misma forma, ambas ondas estarán en fase. ¿Cuál es entonces esta condición de fase? Pues es 00:02:49
que la condición, la diferencia de fase sea un múltiplo entero de 2pi. ¿Cómo conseguimos 00:02:56
esto? Pues esta diferencia de fase será únicamente debida a la diferencia del camino recorrido, 00:03:06
es decir, si hacemos una línea perpendicular así, esta distancia que tenemos aquí será 00:03:11
la diferencia de camino. Si esta diferencia de camino es un múltiplo entero de la longitud 00:03:22
de onda, entonces tendremos una interferencia constructiva. Esta diferencia de camino deberá 00:03:26
ser entonces la longitud de onda por un número entero. Observamos que este ángulo de aquí, 00:03:34
cita, es equivalente a este ángulo de aquí, cita. Podemos verlo porque si bajamos toda 00:03:45
la inclinación de este punto y, por ejemplo, utilizásemos este punto de aquí, veríamos 00:03:52
que este ángulo cita se nos hace pequeño y este también. Por eso podemos relacionar 00:03:57
estos dos ángulos. Como este ángulo es el mismo, podemos relacionar esta diferencia 00:04:01
de camino, incremento de longitud, con la apertura entre las dos rendijas y el seno 00:04:07
de este ángulo. Esto de aquí hemos dicho que tiene que ser un múltiplo entero de la longitud de onda. 00:04:17
Esta va a ser la condición para encontrarnos un punto claro o brillante. 00:04:29
Además podemos hacer una aproximación que conocemos como aproximación paraxial. 00:04:42
Esta aproximación se utiliza mucho en los problemas de óptica y es una aproximación 00:04:54
que solamente puede hacerse cuando los ángulos son menores o del orden de 15 grados. 00:04:58
¿Vale? 15 grados, observamos que es pi doceavos. 00:05:05
Esta aproximación lo que hace es que el seno de este ángulo sea aproximadamente igual al ángulo medido en radianes 00:05:15
y este aproximadamente igual a la tangente del ángulo, me dirán lo que me da igual, ¿vale? Esta es la aproximación paraxial. 00:05:26
Muy bien, aprovechándonos de la aproximación paraxial y observando que el ángulo cita es este de aquí, vemos que la tangente de este ángulo es el lado opuesto 00:05:37
dividido entre el lado contiguo, es decir, la tangente de cita es X entre D mayúscula. 00:05:47
Por lo tanto, cuando tengamos ángulos más pequeños que 15 grados, 00:05:58
podremos hacer que esta D multiplicada por, en lugar del seno podemos poner la tangente, 00:06:03
sea un múltiplo entero de la longitud de onda. 00:06:10
Debemos recordar de aplicar esta aproximación paraxial, es decir, x entre d debe ser más pequeño o del orden de pi doceavos, que es 0,262. 00:06:15
Y así es como utilizaremos la doble rendija para poder encontrar la longitud de onda de la luz. 00:06:40
Valoración:
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Idioma/s:
es
Autor/es:
Àngel M. Gómez Sicilia
Subido por:
Àngel Manuel G.
Licencia:
Reconocimiento - No comercial - Compartir igual
Visualizaciones:
183
Fecha:
19 de octubre de 2020 - 19:04
Visibilidad:
Público
Duración:
06′ 55″
Relación de aspecto:
1.78:1
Resolución:
1920x1080 píxeles
Tamaño:
156.59 MBytes

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