Difracción-resorte

El objetivo de esta sesión fue encontrar y analizar el patrón de difracción generado por un resorte al ser atravesado por luz laser. En el arreglo experimental se utilizó un laser, un resorte colocado sobre un porta muestras y una pantalla de papel albanene. Se alineó todo para que el laser atravesara el resorte sujetado verticalmente y después la luz se proyectara sobre la pantalla translucida de albanene. Todo esto, con el objetivo de poder fotografiar el patrón de difracción proyectado con una cámara colocada del lado contrario al que le llegaba la luz al papel.

También se iban a necesitar 3 lentes; 2 de ellas para poder cambiar el grosor del rayo de luz laser de modo que éste atravesara varias vueltas del resorte y la tercera en caso de que el patrón de difracción se formara a una distancia demasiado grande, para así poder acercarlo a una distancia adecuada para el laboratorio. Sin embargo sólo se dispuso de una lente que se colocó a la salida del laser con la idea de que éste se hiciera más grueso cuando llegara al resorte.

El primer resorte con el que se probó resultó ser demasiado grande y se obtuvo un patrón de difracción poco nítido y contaminado por la proyección de la sombra del resorte que era muy grande. Después se probó con un resorte más pequeño que además se comprimió un poco para que las vueltas del helicoide fueran algo más cerradas, y éste dio un patrón mucho más claro pero seguía teniendo el problema de que la sombra del resorte que se veía en la pantalla era muy grande y además había la consciencia de que una sola lente como se tenía, generaba un haz de rayos que no son paralelos y por tanto alejaba el experimento de las hipótesis sobre las que se dedujo la teoría de los patrones de difracción de Fraunhofer.

Así que al no tener la segunda lente para volver de nuevo el haz paralelo, se probó quitar la lente, y aún cuando el laser no atravesó mucho más de un ciclo del resorte, se obtuvieron las mejores imágenes; éstas mostraban un patrón de difracción muy claro y nítido, y la sombra del resorte que contaminaba la imagen se hizo pequeña. De este modo se obtuvo el patrón esperado, que tenía una forma de X, donde cada línea de esta X correspondía al patrón de difracción de un alambre por sí solo. Las medidas del resorte con las que se obtuvieron las mejores imágenes son las siguientes:

Grosor del alambre: 0,25mm±0,025mm

Diámetro del resorte: 3,45mm±0,025mm

Distancia entre espiras subsecuentes: 2,10mm±0,005mm