Informe Interfermetro de Michelson Fsica Moderna Jose Daniel Bedoya Cdigo 1009005 Ricardo Felipe Londoo Cdigo 1009027 Universidad Nacional de Colombia Sede Manizales Ingeniera Fsica Marzo de 2012 Resumen. Se verifica experimentalmente los patrones de interferencia presentados en el experimento de Michelson, para ello se utiliza un interfermetro haciendo pasar un haz de un rayo lser de longitud de onda de 632.8 nm a travs de un espejo semireflejante, se comprueba que la distancia entre las regiones oscuras del patrn de interferencia son igual al inicio del experimento y al girar 90 el interfermetro. Posteriormente se mide la distancia de desplazamiento necesaria para hacer coincidir una regin oscura en una regin brillante del espectro de difraccin y se determina experimentalmente la longitud de onda del lser.

1. Introduccin.El experimento de Michelson-Morley es uno de los experimentos clsicos de la fsica y fue diseado para tratar de detectar el movimiento de la tierra a travs del ter, dicho ter era considerado por los fsicos del siglo XIX como un fluido incompresible, invisible, que llenaba todo el espacio y se crea que por dicho ter era que se transportaban las ondas luminosas que llegaban a la tierra desde el sol.

El experimento se lleva a cabo gracias a un instrumento llamado interfermetro el cual funciona haciendo incidir un haz de luz en un espejo semitransparente el cual refleja una parte del haz y deja pasar la otra parte del haz, dicho haz se divide en dos haces que viajan en direcciones perpendiculares uno del otro para llegar a otros espejos los cuales reflejan de regreso los haces hacia el espejo semitransparente rebotando en l y llegando ambos a un detector o pantalla en donde se puede determinar un patrn de interferencia el cual nos indica que retraso tubo un haz con respecto al otro en caso de haber retraso; el esquema del interfermetro se muestra a continuacin:

Figura 1. Diagrama del interfermetro.

El experimento de michelson-morley se diseo con el fin de apreciar el efecto que tendra la velocidad del viento del ter cuando este se mova en direccin contraria a uno de los haces de luz, con esto en mente se crea que el haz de luz se vera retardado por causa de viajar en contra de dicho ter pero en el experimento lo que se encontr fue que dicho retardo no se daba y que los rayos llegaban al mismo tiempo al detector independientemente de la direccin en la que ubicaran el interfermetro esto tomo por sorpresa a los fsicos de la poca ya que en ese momento no se haban desarrollado teoras que consideraran los fenmenos fsicos en donde la velocidad es cercana a la velocidad de la luz, pero un poco tiempo despus Albert Einstein desarrollo una teora que abarcaba la dinmica de fenmenos para cualquier tipo de velocidad, pero afirmaba que la velocidad de la luz era la mayor velocidad que se poda alcanzar, adems afirmo que la velocidad de la luz era siempre la misma en el vacio independientemente del marco de referencia utilizado para hacer la medida.

Con el experimento de michelson-morley se puedo determinar que no exista el ter y que la luz viaja a la misma velocidad sin importar el marco de referencia, esto es lo pudimos constatar en el experimento realizado ya que al medir las franjas de interferencia generadas en una posicin del interfermetro y luego midiendo las franjas generadas al rotar el interfermetro 90 pudimos ver que los patrones de interferencia no cambian lo que comprueba que la luz viaja a la misma velocidad en cualquier direccin (no hay ningn ter).

2. Desarrollo del procedimiento experimental.2.1. En la primera parte del experimento usamos un interfermetro de Michelson, hicimos pasar un lser a travs del primer espejo semireflejante, el cual dej pasar parte de la luz y reflejo otra parte en un ngulo de 45 con respecto a la fuente del lser, los espejos reflejantes, uno detrs del otro, reflejan la luz de nuevo hacia el espejo semireflejante y en una pantalla ubicada a un lado del espejo semireflejante se obtiene un espectro de interferencia de crculos concntricos. Tal como se muestra en la figura 1. En la pantalla medimos la distancia entre regiones oscuras continuas en el eje horizontal. Luego giramos el interfermetro 90 y repetimos el experimento. Finalmente comparamos que las distancias entre regiones oscuras son semejantes en ambos casos.

2.2. En la segunda parte nos basamos en el primer espectro de interferencia obtenido, utilizando el tornillo micromtrico del interfermetro medimos el desplazamiento necesario para hacer coincidir una regin oscura en una regin brillante del espectro de interferencia.

3. Discusin de resultados.A continuacin se presentan las mediciones realizadas durante la prctica. Primera parte.

Ubicacin del interfermetro 0 90Tabla 1. Distancias entre regiones oscuras.

Distancia entre regiones oscuras(mm) 2.5 2.5 2.5 2.5 2.6 2.5

Promedio de distancias(mm) 2.5 2.53

Con lo cual se comprueba que las distancia de separacin entre las regiones oscuras no cambian. Segunda parte.

Desplazamiento del tornillo: 6.7mm. La distancia recorrida por el espejo es el giro del tornillo micromtrico divido 10, entonces tenemos que el espejo se desplaza 0.67mm. La distancia entre un mximo y un mnimo en el espectro de interferencia corresponde a , entonces:

(

)

Esta longitud de onda obtenida nos permite sugerir que la medida tomada es errnea, ya que sobrepasa por mucho la longitud de onda del espectro visible.

4. Conclusiones.A partir de las medidas tomadas y la longitud de onda determinada experimentalmente, se puede observar que los valores tomados son errneos, ya que a la hora de determinar la longitud de onda del lser vemos que esta no coincide con la real que es de 632.8nm, esto se pudo haber debido a nuestra observacin del espectro de interferencia en donde probablemente no apreciamos correctamente el desplazamiento de las franjas. La primera parte del experimento permite comprobar que no existe tal velocidad del ter ya que al girar 90C el aparato, no se detecto ningn cambio en la configuracin de las franjas de interferencia.

Se puede concluir que la velocidad de un cuerpo puede cambiar sus propiedades si dicha velocidad es muy alta comparada con la velocidad de la luz, adems el tiempo tambin se ve afectado por dicha velocidad.

5. Referencias.

Fsica universitaria. Sears-Zemansky-Young. Addison Wesley Iberoamericana sexta edicin 1986.