Luz y Optica
La Doble Rendija en la Pared de tu Cuarto
Corta dos rendijas en papel negro, pasa un laser por ellas y obten el patron de rayas que convencio a los fisicos de que la luz es una onda. Despues usa esas rayas para medir una separacion demasiado pequena para una regla.
Dificil · 2 horas
Introduccion
Dos rendijas, un laser y una pared. Si la luz fuera simplemente un chorro de balitas, esperarias dos rayas brillantes, una detras de cada rendija. No salen dos. Sale una fila entera, con separacion pareja y huecos oscuros entre ellas.
Este es el experimento mas repetido de la fisica, y la version en la pared de tu cuarto es el mismo experimento. La parte dificil no es la fisica. Es cortar dos rendijas lo bastante juntas.
El Por Que
Las ondas que salen de las dos rendijas llegan a cada punto de la pared despues de recorrer distancias ligeramente distintas. Donde esa diferencia es un numero entero de longitudes de onda, las dos se alinean y se suman en una raya brillante; donde es media longitud de onda, se cancelan y dejan oscuridad. Eso es interferencia, y solo las ondas la hacen. La separacion de las rayas queda ligada a la longitud de onda de la luz y a la separacion entre rendijas por una relacion sencilla, lo que significa que puedes ir al reves: mides rayas separadas por milimetros y calculas una separacion de rendijas imposible de medir directamente.
Instrucciones Paso a Paso
- 1
Pega el papel negro bien estirado y liso sobre la ventana de la cartulina. Primero ponlo a contraluz: si la luz atraviesa el papel, las rayas se van a lavar y necesitas algo mas opaco.
- 2
Con un adulto, haz dos cortes rectos y paralelos en el papel, de aproximadamente 1 cm de largo. Apoya la navaja contra una regla y arrastrala una sola vez. Deja los cortes lo mas juntos que puedas, bastante menos de un milimetro.
- 3
Coloca la cartulina de modo que el laser pase por las dos rendijas a la vez y siga hasta una pared a por lo menos 3 metros. Pega todo con cinta, porque una cartulina que se mueve arruina la medicion.
- 4
Oscurece el cuarto. El adulto apunta el laser por las rendijas. Ajusta hasta ver una fila de puntos o rayas en vez de una sola mancha. Una sola mancha significa que tus rendijas estan muy separadas o que el haz solo pasa por una.
- 5
Mide en metros la distancia del papel a la pared y anotala. Llamala L.
- 6
En la pared, mide de una vez a lo largo de todas las rayas que puedas, de centro a centro, y divide entre el numero de huecos que contaste. Ese promedio es tu separacion de franjas, y. Medir varias rayas juntas es lo que lo hace preciso.
- 7
Calcula la separacion entre rendijas: d es igual a la longitud de onda por L, dividida entre y. Un apuntador rojo es de unos 650 nanometros, o sea 0.000000650 metros. Tu resultado deberia caer alrededor de unas decimas de milimetro.
Mira esto primero
Mediciones de Franjas
Mide el mismo patron tres veces sin mover nada. Si tus tres respuestas no coinciden, el problema es la medicion y no la fisica.
| Intento | Distancia a la pared L (m) | Rayas medidas | Ancho total (mm) | Separacion de franjas y (mm) | d calculada (mm) |
|---|---|---|---|---|---|
| Fila 1, Intento | Fila 1, Distancia a la pared L (m) | Fila 1, Rayas medidas | Fila 1, Ancho total (mm) | Fila 1, Separacion de franjas y (mm) | Fila 1, d calculada (mm) |
| Fila 2, Intento | Fila 2, Distancia a la pared L (m) | Fila 2, Rayas medidas | Fila 2, Ancho total (mm) | Fila 2, Separacion de franjas y (mm) | Fila 2, d calculada (mm) |
| Fila 3, Intento | Fila 3, Distancia a la pared L (m) | Fila 3, Rayas medidas | Fila 3, Ancho total (mm) | Fila 3, Separacion de franjas y (mm) | Fila 3, d calculada (mm) |
d es igual a 0.000000650 por L, dividido entre y, con y convertida antes a metros. Equivocarse por mil entre milimetros y metros es el error que comete casi todo el mundo aqui.