¿Por qué unos sitios están más claros y otros más oscuros?

Donde las crestas llegan en fase, las amplitudes se suman (refuerzo). Donde llegan en oposición de fase, se cancelan (debilitamiento). De ahí las franjas claras y oscuras.

¿Qué es la diferencia de camino?

La diferencia de recorridos desde las dos fuentes hasta el punto de observación. Fija la diferencia de fase δ = 2πΔ/λ y, con ella, la condición de máximo o de mínimo.

¿Para qué hace falta la coherencia?

Para que la diferencia de fase no «flote» con el tiempo. Fuentes incoherentes dan una iluminación uniforme promediada en el tiempo, sin franjas estables.

¿Cómo cambia el dibujo la distancia entre las fuentes?

Cuanto más cerca están las fuentes (menor d) a la misma λ, más anchas son las franjas. Aumentar d comprime el dibujo — como en el experimento de Young.

Interferencia de ondas

Dos fuentes coherentes en un tanque de ondas bidimensional: máximos y mínimos; diferencia de camino Δ = d sin θ.

Fuentes (fondo del tanque)

L — lado del tanque cuadrado (todas las distancias en fracciones de L).

f y λ

Modelo matemático: no se impone v = fλ — k = 2π/λ y ω = 2πf se fijan por separado (sirve para el dibujo, pero confunde si se espera un solo «corte» del medio).

Separación d (deslizador)0.42 L

Longitud de onda λ0.18 L

Frecuencia de excitación f1.2 Hz

Fase de S₂ respecto de S₁ (φ₂−φ₁)0 °

Intensidad de la fuente1

Ganancia de la imagen1.15

Amortiguamiento cilíndrico 1/√rLíneas de interferencia constructiva / destructiva

Superposición η = η₁ + η₂ con ηᵢ ∝ sin(kr − ωt + φᵢ) (amortiguamiento geométrico opcional). Guías: kΔr + Δφ ≈ 0 (más claro) o π (más oscuro) si |A| son iguales. Arrastre S₁ y S₂ en el tanque.

Atajos de teclado

Espacio o Enter — pausa / continuar
R — reiniciar el tiempo

Magnitudes medidas

k = 2π/λ34.9071/L

ω = 2πf7.540rad/s

v = fλ0.2160L/s

|S₂−S₁|0.420 L

λ/d0.429

El paso de las franjas en una pantalla en el campo lejano es del orden de (λ/d)·R (ángulo pequeño, Young).

Gráficas

Sobre el modelo

La interferencia de ondas es la suma de dos ondas circulares coherentes en un tanque plano: η = A₁ sin(kr₁ − ωt + φ₁) + A₂ sin(kr₂ − ωt + φ₂). La diferencia de camino Δ = r₂ − r₁ fija la diferencia de fase δ = 2πΔ/λ; en el campo lejano Δ ≈ d sin θ. Hay refuerzo si Δ = mλ y debilitamiento si Δ = (m + ½)λ (amplitudes iguales y diferencia de fase inicial nula). El paso de las franjas en una pantalla lejana es del orden de (λ/d)·R — como en el experimento de Young: a la misma λ, un d mayor comprime el dibujo. Se puede fijar la fase relativa de las fuentes y el amortiguamiento cilíndrico 1/√r; no entran la difracción en los bordes del tanque ni la incoherencia.

Para quién: Ondas y óptica física: experimento de Young, diferencia de camino, coherencia.

Conceptos clave

interferencia
diferencia de camino
coherencia
refuerzo
debilitamiento
franja de interferencia

Cómo funciona

Dos fuentes puntuales coherentes en un tanque de ondas cuadrado (vista desde arriba). El campo es la suma de dos ondas circulares que se abren; la interferencia crea líneas nodales casi hiperbólicas y máximos curvos. El interruptor de amortiguamiento imita la divergencia cilíndrica.

Fórmulas principales

η = A₁ sin(kr₁ − ωt + φ₁) + A₂ sin(kr₂ − ωt + φ₂)

Δr = r₂ − r₁: con φ₁ = 0 las zonas claras cumplen kΔr + φ₂ ≈ 2πn, las oscuras kΔr + φ₂ ≈ (2n+1)π (iguales |A|). Young: el paso de las franjas ∝ λ/d.

Preguntas frecuentes

¿Por qué unos sitios están más claros y otros más oscuros?: Donde las crestas llegan en fase, las amplitudes se suman (refuerzo). Donde llegan en oposición de fase, se cancelan (debilitamiento). De ahí las franjas claras y oscuras.
¿Qué es la diferencia de camino?: La diferencia de recorridos desde las dos fuentes hasta el punto de observación. Fija la diferencia de fase δ = 2πΔ/λ y, con ella, la condición de máximo o de mínimo.
¿Para qué hace falta la coherencia?: Para que la diferencia de fase no «flote» con el tiempo. Fuentes incoherentes dan una iluminación uniforme promediada en el tiempo, sin franjas estables.
¿Cómo cambia el dibujo la distancia entre las fuentes?: Cuanto más cerca están las fuentes (menor d) a la misma λ, más anchas son las franjas. Aumentar d comprime el dibujo — como en el experimento de Young.

Temas afines cerca (también de otras áreas) — o todos los 37 de «Ondas y sonido».

Toda la categoría →

NuevoEscuela