Descomposicin de la luz blanca con un CD

Marco Antonio Prez PerdomoFacultad de Ciencias, Universidad Nacional Autnoma de Mxico, Ciudad Universitaria, Coyoacn, Mxico, D.F.marco_a._perez@ciencias.unam.mx13 Agosto de 2014

Resumen Para comprender ms los fenmenos pticos que involucran a la ptica geomtrica y ondulatoria, se llev a cabo el experimento que conlleva a descomponer la luz blanca con un CD; para realizarlo se incidi luz blanca en un CD y este reflejo en una pantalla la regin visible del espectro electromagntico mismo que fue resultado del cambio de velocidades de onda al entrar en el CD y debido a la difraccin se pudo observar un patrn de la regin visible del espectro electromagntico.

1. Introduccin

Actualmente el espectro electromagntico (distintas clases de radiacin electromagntica), incluye una amplia gama de tipos de radiacin emanada de diversas fuentes. Estas radiaciones esencialmente se distinguen solamente por la longitud de onda o la frecuencia (fig. 1) las cuales tuvieron sus nombres de acuerdo a la forma en que se producen y observan dichas ondas.La regin ms conocida del espectro es la regin visible, ya que contamos con receptores adaptados (los ojos) que son sensibles a la radiacin electromagntica ms intensa emanada por el Sol. La sensibilidad de los observadores varia, pero normalmente el hombre observa la radiacin cuyas longitudes de onda van desde 400 a 700 nm (correspondientes a frecuencias entre 7 x 1014 Hz a 4 x 1014 Hz). Dentro de este dominio, la sensibilidad ante diversas longitudes de onda no es constante ya que vara de acuerdo a la longitud de la onda. La mxima sensibilidad ocurre cerca de los 555 nm, correspondiente a la luz de color amarillo verde. La sensibilidad decrece rpidamente en las longitudes de onda corta y larga; pudiendo fijar de modo aproximado en 430 nm (violeta) y 690nm (rojo) los lmites de la regin visible donde equivale al 1% de la sensibilidad mxima [1].Las dems regiones no pueden ser vistas por el ojo humano, ya que este no est adaptado, las cuales las ms conocidas son: rayos infrarrojos (0.7 a 1 mm), rayos ultravioleta (1 a 400 nm), rayos X (.01 a 10nm), rayos gamma (menos de 10 pm), las ondas de radio y televisin entre otros [2].En la prctica se tendr como objetivo obtener la descomposicin de la luz blanca con un CD y entender y explicar sus propiedades.

Fig1. El espectro electromagntico

CD: El CD est compuesto por capas donde una de ellas es el sustrato plstico (policarbonato) la cual es en donde se perfora al guardar la informacin y una capa metlica fina reflectante Al interponer en el camino de una onda plana una barrera con una abertura, las vibraciones procedentes de los puntos que estn a ambos lados de la abertura no pueden avanzar y detrs de la barrera slo se observa el envolvente de las ondas que proceden de los focos secundarios que caben por la abertura. En consecuencia, los frentes de onda dejan de ser planos y adquieren una forma curvada o semicircular. Esto se le llama difraccinPara que se observe bien la difraccin es necesario que la rendija sea del mismo tamao o menor que la longitud de onda. Si es mayor la curvatura de los frentes de onda se produce nicamente en los bordes y puede llegar a no apreciarse.[3]2. Desarrollo Experimental Para construir el experimento se necesit una fuente de luz con su respectiva base para que se movilizara en el riel; un CD que se sostuvo con un pinza de 3 dedos ajustado en una base, para que de igual manera tuviera un soporte y pueda tener el movimiento de alejamiento y acercamiento hacia la fuente de luz en el riel; y por otra parte se necesit una pantalla con su base para poder apreciar el resultado al activar la fuente de luz e iluminar el CD.3. ResultadosAl momento de encender la fuente de luz para iluminar el CD, se logr observar un fenmeno que se le conoce como patrn de mximos y mnimos, es decir, se observ en la pantalla la regin visible del espectro electromagntico desde el violeta hasta el rojo y esta se repiti 3 veces en circunferencias con centro en el centro del CD. Al observar ms detalladamente el fenmeno, se pudo apreciar que el patrn central tena un color ms denso a comparacin de las dos circunferencias que lo rodean con colores ms tenues.Por otro lado al mover la fuente de luz ya sea acercndose o alejndose del CD, se perda el patrn resultante de lo anteriormente dicho ya que solo apareci uno o dos periodos pero no se logr encontrar ms de tres. Por tanto para poder apreciar los tres periodos se tuvo que tener una cierta distancia (la cual no se midi) al CD y poner la pantalla en el punto adecuado en donde se genera el espectro. 4. ConclusionesAl incidir la luz blanca en el CD este entra en l y choca con oyitos que estn en el disco, debido a que los oyitos tienen un muy diminuto dimetro casi como el de las ondas de la luz blanca, la luz, se descompone en luces monocromticas debido a que los orificios obliga a las ondas viajar en diferentes velocidades. Por tal motivo se logr observar la regin visible del espectro electromagntico y as poder explicar el por qu un CD descompone la luz blanca.La difraccin, resultado del mismo CD al incidirle luz, fue el causante por el cual se pudo observar un patrn de luz visible, debido a que los mismos orificios del CD provocaban dicho efecto. Y as poder observarlo en la pantalla.Para poder explicar ms detalladamente el experimento se tendr que medir las distancias en donde el efecto aparece en la pantalla para as tener un entendimiento geomtrico de cmo se prolongan los rayos de luz en distintos patrones.Referencias Bibliogrficas1. Resnick Robert, Fsica vol.2, Ed. 5, Editorial Patria (2002)2. Graham Smith F., Optica, LIMUSA (1979)3. E. Hecht. Optics. Addison Wesley Pub Co. Reading Ma, 1987