Experimento de la Doble Rendija de Young

Escrito por | Categoría: Ciencia | Fecha: 28-03-2011

En 1801, el científico inglés Thomas Young (1773 – 1829) realizó un importante experimento que permitió obtener evidencias de la naturaleza ondulatoria de la luz, e incluso pudo medir longitudes de onda para luz visible. En la imagen podemos ver un dibujo que ilustra el famoso experimento de la doble rendija de Young, en el que el científico pudo comprobar un patrón de interferencias en la luz procedente de una fuente lejana al difractarse en el paso por dos rendijas.

En su experimento, Young empleó como fuente la luz solar que atravesaba una rendija muy estrecha en una persiana S0. Este haz de luz incidía sobre una pantalla opaca en la que había dos rendijas muy estrechas y cercanas entre sí (S1 y S2). Veamos cómo se produce el patrón de interferencia sobre la pantalla:

Suponemos que las ondas que atraviesan las rendijas tienen una longitud de onda λ y están separadas una distancia d. Al atravesar las rendijas S1 y S2, las ondas se dispersan en todas direcciones. Las que llegan al centro de la pantalla habrán recorrido la misma distancia, por lo que están en fase: la cresta de una onda llega al mismo tiempo que le cresta de otra onda. Se forma entonces una interferencia constructiva y las amplitudes de ambas ondas se suman. El resultado de esta interferencia constructiva es un área brillante en el centro de la pantalla. La interferencia constructiva también ocurrirá cuando las trayectorias de los dos rayos difieran en una longitud de onda (o en cualquier número entero de longitudes de onda, es decir, , siendo n un número entero).

Las interferencias destructivas ocurrirán cuando un rayo recorre una distancia adicional de media longitud de onda (o n + (1/2)λ siendo n un número entero). En este caso las ondas estarían totalmente fuera de fase al llegar a la pantalla: la cresta de una onda coincidiría con el valle de otra. Entonces, al sumar las amplitudes de onda daría como resultado una amplitud cero. Se forma así una interferencia destructiva y en la pantalla se ve una franja oscura. El patrón de interferencia que se ve en la pantalla de visualización está formado, entonces, por una sucesión de líneas brillantes y oscuras.

Las ondas que provienen de las dos rendijas no viajan distancias iguales para llegar al mismo punto de la pantalla de visualización. Esta diferencia de trayectoria viene dada por la expresión d sin(Θ) siendo Θ el ángulo que forman los haces de luz con la pantalla. Ocurrirá una interferencia constructiva y una franja brillante aparecerá en la pantalla cuando la diferencia de trayectoria sea igual a un número entero de longitudes de onda:

d sin(Θ) = nλ, para n = 0, 1, 2, 3,…

Este valor es el orden de la franja de interferencia. El primer orden, n = 1, es la primera franja a cada lado de la franja central. Las franjas brillantes son picos de máxima intensidad de luz. La intensidad de las franjas brillantes es mayor en la franja central (n = 0) y disminuye para órdenes de franja mayores. La manera en que ocurre esta disminución viene determinada por la anchura de las dos rendijas.

Ocurrirá una interferencia destructiva y aparecerá una franja oscura en la pantalla de visualización cuando la diferencia en trayectoria sea igual a (1/2)λ, (3/2)λ, etc.:

d sin(Θ) = (n + 1/2) λ, para n = 0, 1, 2, 3,…

En la siguiente imagen se muestra cómo se ve el patrón de interferencia del experimento de Young en la pantalla de visualización:

Comentarios (4)

muy buena informacion

¡hola! tremenda información, me será muy ùtill.
¡gracias!

:3

Muy claro.

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