1 Física General III – Año 2015 TP 11: Polarización

Física General III – Año 2015
TP 11: Polarización, Interferencia y Difracción
1. Luz natural de intensidad I0 incide sobre un polarizador A. La luz trasmitida incide a su vez sobre
un segundo polarizador B orientado con su eje perpendicular al anterior. (a) ¿Cuánto valen las
intensidades antes y después del polarizador B? Se introduce entre los polarizadores A y B un
tercer polarizador C cuyo eje forma 45° con la dirección de A: (b) ¿Cuánto vale la intensidad a la
salida de B? (c) Si se rota 90° el polarizador B, ¿Cuál es la intensidad a la salida? ¿Por qué?
2. (a) ¿Qué diferencia de camino mínima se necesita para introducir un desplazamiento de fase de
180º en una luz de 600 nm de longitud de onda.? (b) ¿Qué desplazamiento de fase introducirá esta
diferencia de camino en luz de 700 nm de longitud de onda?
3. Se hace incidir luz monocromática sobre dos rendijas cuya separación es de 0.5mm. Si se observa
el patrón de interferencia en una pantalla ubicada a 3.30 m de las rendijas, el máximo de primer
orden se encuentra a 3.4 mm del centro del patrón. Determinar la longitud de onda de la luz
incidente.
4.
Se utiliza un láser de He − Ne (λ = 0, 633μm) para iluminar dos aberturas separadas una distancia
d = 0, 5mm entre sí y se observa el diagrama de interferencia sobre una pantalla situada a 5m del
plano de las aberturas. (a) Encuentre la distancia entre las franjas brillantes sobre la pantalla. ¿Cuál
es la distancia entre las franjas oscuras? (b) ¿Cuánto se mueve la franja central y en qué dirección
cuando se coloca una lámina de celofán de 50μm de espesor e índice de refracción n = 1, 35; de
manera que tape una de las ranuras?
5. La Figura 1 muestra un dispositivo denominado espejo de Lloyd utilizado para realizar
experiencias de interferencia con rayos X. Calcule la separación entre las franjas brillantes en la
pantalla cuando: λ = 0.8nm, la separación de la fuente al espejo es de 2mm y la distancia de la
fuente a la pantalla es de 3m. ¿Por qué la zona de la pantalla próxima al espejo es “oscura”?
6. Una película de jabón (n = 1.33) flota en el aire y es iluminada perpendicularmente con luz de
longitud de onda de 600 nm. a) Calcular el espesor mínimo que debe tener la película para que se
produzca interferencia constructiva en la luz reflejada. b) Repetir para el caso de luz transmitida.
7. Una película de aceite (n = 1.45) flota sobre agua y es iluminada con luz blanca (violeta 400 nm –
rojo 700 nm). La película tiene un espesor de 280 nm. Encuentre el color predominante en la luz
reflejada y en la luz transmitida (suponga incidencia normal).
8. Se utiliza una capa muy fina de un material transparente con un índice de refracción de 1,3 como
un recubrimiento antirreflejante en la superficie de vidrio de índice de refracción 1,5. Calcule el
espesor mínimo que debe tener la película para que esta no refleje luz incidente de 600nm de
longitud de onda.
9. Una película delgada de acetona (índice de refracción n = 1.25) flota sobre una placa gruesa de
vidrio de índice de refracción 1.5. Se ilumina perpendicularmente a la película con luz blanca y en
la luz reflejada se observa interferencia destructiva para una longitud de onda de λ = 600 nm e
interferencia constructiva para λ = 700 nm. Calcular el espesor de la película.
10. Una película delgada de índice de refracción 1.5 está rodeada por aire. Se ilumina con luz blanca y
se observa por reflexión. El análisis de la luz reflejada resultante muestra que las únicas longitudes
de onda que se han perdido cerca de la parte visible del espectro son las de 360, 450 y 600 nm (a)
¿Cuál es el espesor de la película?, (b) ¿Qué longitudes de onda visibles tendrán un brillo extra en
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el diagrama de interferencia reflejado? (c) Si esta película está depositada sobre vidrio cuyo índice
de refracción es 1.6, ¿qué longitudes de onda del espectro visible se perderán en la luz reflejada?
11. Dos placas planas de vidrio (nv = 1.4) superpuestas se tocan en un extremo y están separadas por
un alambre en el otro (Figura 2) . Cuando sobre ellas incide normalmente luz de longitud de onda
= 632.8 nm se observan por reflexión 9 franjas brillantes completas entre el alambre y el vértice.
(a) ¿Por qué el vértice aparece oscuro? (b) ¿Cuál es el diámetro del alambre? (c) Si el espacio entre
las láminas se llena con aceite de índice n=1.5? ¿Cuántas franjas se observarían?
12. Una lente esférica de radio de curvatura 20 cm e índice de refracción nl =1,45 , descansa sobre una
superficie plana de vidrio (nv =1,5) tal como se muestra en la Figura 3, y es iluminada
normalmente con luz de  = 590nm. (a) Haga un esquema mostrando cuales son los rayos que
interfieren. (b) Indique si el centro de la figura que se observa por reflexión es brillante u oscuro y
explique por qué. (c)¿Cuál es el radio del vigésimo anillo oscuro cuando se observa por reflexión?
13. Se sitúa una pantalla a 50cm de una rendija simple que se ilumina con luz de 690nm. Si la
distancia entre el primer y el tercer mínimo en el patrón de difracción es de 3mm, ¿Cuál es el
ancho de la rendija?
14. Diseñe una rendija doble en la que no se observen los cuartos máximos a cada lado del centro
brillante. Se anulan además otros máximos?
15. Dos rendijas de anchura a= 0,01mm están separadas por una distancia d = 0,06mm y se encuentran
iluminadas por luz de longitud de onda 650nm, ¿cuántas franjas brillantes se ven en el máximo
central de difracción?
16. Una red de difracción con 315 líneas por mm se ilumina con luz visible (400 – 700 nm). (a) ¿Se
observa el 5to. orden de 400 nm? (b) ¿Para que orden se comienzan a superponer los espectros? (c)
¿ Cuál es el máximo orden que se puede observar para 700nm?
Figura 1
Figura 2
Figura 3
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