Doble ranura de Young. Parte 2 | Ondas de luz | Física | Khan Academy en Español

Summary

El guion del video explica cómo medir la diferencia de longitud de las rutas en una doble ranura a una escala tan pequeña que no se puede medir físicamente. Se sugiere un método usando trigonometría para determinar la diferencia basada en el ángulo formado por la línea de referencia y el punto en la pared. La fórmula clave es m*λ = d*sen(θ), donde m es el orden de los puntos constructivos, λ es la longitud de onda, d es la distancia entre las ranuras y θ es el ángulo medido. Este método permite calcular la distancia entre dos ranuras a partir de la medición de ángulos y la longitud de onda de la luz usada, siendo útil para experimentos de difracción y interferencia.

Takeaways

• 🔍 El problema principal es medir la diferencia en la longitud de las rutas de dos rayos de luz que pasan por dos ranuras muy cercanas entre sí.
• 📏 Se busca una forma de medir la diferencia en la longitud de las rutas basándose en algo que se pueda medir físicamente, como el ángulo.
• 📐 Para encontrar la diferencia en la longitud de las rutas, se utiliza la trigonometría, específicamente el seno de los ángulos formados por las líneas desde el centro de las ranuras hasta un punto en la pared.
• 📏 La fórmula clave para determinar la diferencia en la longitud de las rutas (delta x) es: delta x = d * sen(θ), donde d es la distancia entre las ranuras y θ es el ángulo medido.
• 🌊 La difracción y la interferencia de la luz son fenómenos fundamentales para entender cómo se comporta la luz al pasar por dos ranuras cercanas.
• 🔄 La fórmula de la doble ranura (m * λ = d * sen(θ)) permite determinar tanto los puntos constructivos como destructivos en un patrón de difracción.
• 🎯 Los puntos constructivos ocurren cuando la diferencia en la longitud de la ruta es un múltiplo entero de la longitud de onda (m * λ = 0, ±1, ±2, ... λ).
• 🚫 Los puntos destructivos ocurren cuando la diferencia en la longitud de la ruta es un múltiplo entero de la mitad de la longitud de onda (m * λ = ±(1/2), ±(3/2), ... λ).
• 🔬 Medir el ángulo θ y conocer la longitud de onda del láser permite calcular la distancia entre las ranuras sin necesidad de una regla de precisión microscópica.
• 🧪 Este método es útil para realizar experimentos y determinar con precisión la cercanía entre dos agujeros en una cuña de cristal o una estructura molecular.

Q & A

¿Cuál es el problema central que se discute en el guion?

El problema central es cómo medir la diferencia en la longitud de las rutas cuando dos ranuras están muy cercanas, a una distancia de micro metros o nanómetros.

¿Qué solución propone el guion para medir la diferencia en la longitud de las rutas?

Propone usar una función basada en el ángulo para encontrar la diferencia en la longitud de la ruta, utilizando trigonometría para calcular la diferencia.

¿Qué herramienta se utiliza para medir el ángulo en el experimento?

Se utiliza una línea de referencia que pasa exactamente por el centro para medir el ángulo entre la línea central y un punto en la pared.

¿Cómo se relaciona la diferencia en la longitud de la ruta con el ángulo medido?

La diferencia en la longitud de la ruta (delta x) se relaciona con el ángulo (theta) a través de la relación del seno del ángulo en un triángulo rectángulo.

¿Qué es la fórmula de la doble ranura que se menciona en el guion?

La fórmula de la doble ranura es m * lambda = d * sen(theta), donde m es el orden de los puntos constructivos, lambda es la longitud de onda, d es la distancia entre las ranuras y theta es el ángulo formado.

¿Cómo se pueden determinar los puntos constructivos y destructivos usando la fórmula de la doble ranura?

Los puntos constructivos se determinan cuando la diferencia en la longitud de la ruta es un múltiplo entero de la longitud de onda (0, lambda, 2*lambda, etc.), mientras que los puntos destructivos ocurren cuando la diferencia es una mitad de la longitud de onda.

¿Qué es la longitud de onda (lambda) en el contexto del guion?

La longitud de onda (lambda) es la distancia entre los picos de la onda de luz que se utiliza para iluminar las ranuras y se relaciona con la formación de los patrones de difracción y interferencia.

¿Cómo se puede usar la fórmula de la doble ranura para determinar la distancia entre dos ranuras?

Mediante la medición del ángulo y conociendo la longitud de onda del láser, se puede calcular la distancia entre las ranuras usando la fórmula de la doble ranura.

¿Qué es el orden de los puntos constructivos y cómo se determina?

El orden de los puntos constructivos es un número entero que indica la cantidad de longitudes de onda por la que la diferencia en la longitud de la ruta excede cero, y se determina al establecer la relación entre la diferencia en la longitud de la ruta y la longitud de onda.

¿Cómo se puede aplicar este conocimiento para medir distancias muy pequeñas en experimentos?

Mediante la iluminación de dos ranuras con luz coherente y la medición de los ángulos correspondientes a los puntos constructivos y destructivos en el patrón de difracción resultante, se puede calcular la distancia entre las ranuras sin necesidad de herramientas de medición directa.