Doble rendija de Young: medición de la longitud de onda de la luz
1 · Predecir
La luz que pasa a través de dos rendijas muy cercanas crea un patrón de franjas brillantes y oscuras en una pantalla. ¿Acercar las ranuras hace que las franjas estén más apretadas o más espaciadas?
- Espaciado más estrecho para ranuras más cercanas.
- El espaciado de las franjas no depende de la separación de las rendijas.
- Más ancho: la separación de hendiduras más pequeñas extiende más el patrón de flecos.
2 · Configurar
- Abra el preajuste joven de doble rendija y presione Restablecer. La longitud de onda de la luz es 550 nm; la pantalla se encuentra a 100 cm de las rendijas.
- Habilite la lectura del espacio marginal.
- Establezca la separación de rendijas para cada prueba y registre el espacio entre franjas resultante en la pantalla.
3 · Recopilar Datos
| Separación por hendidura d (µm) | Espaciado de franjas y (mm) |
|---|---|
| 50.00 | |
| 100.00 | |
| 150.00 |
Trace el espaciado de franjas y (eje y) frente a 1/d (eje x) para sus tres ensayos. ¿La recta pasa por el origen?
4 · Analizar
- Para una prueba, calcule y = λL/d usando λ = 550 nm, L = 100 cm (convirtiendo cuidadosamente las unidades para obtener y en mm). Compare con la tabla.
- Explique, usando y = λL/d, por qué una separación de rendijas más pequeña d produce franjas con espacios MÁS AMPLIOS, lo opuesto a lo que podría suponer en un principio.
5 · Ampliar
- Este experimento se puede realizar a la inversa: mida el espaciado de las franjas, la separación de las rendijas y la distancia de la pantalla, luego resuelva para λ. Así fue como los físicos midieron por primera vez con precisión la longitud de onda de la luz visible. Explique por qué es necesaria una separación de rendija d muy pequeña (en comparación con las longitudes de onda de la luz visible) para producir un patrón de franjas lo suficientemente ancha como para verla y medirla.
- El experimento original de Young necesitaba que la luz de ambas rendijas fuera coherente (una relación de fase fija) para producir un patrón de interferencia estable, utilizando una única fuente pequeña que iluminara ambas rendijas, en lugar de dos lámparas separadas. ¿Por qué dos fuentes de luz independientes y no correlacionadas no producirían un patrón de franjas estable y visible?
La física detrás de este experimento
Espaciado de franjas de doble hendidura
Dos rendijas coherentes separadas por una distancia d producen franjas de interferencia en una pantalla a una distancia L, espaciadas por y = λL/d. Las hendiduras más cercanas (d más pequeñas) extienden más el patrón; una longitud de onda más larga también amplía el espaciado.