Experimento de difracción con láser

En esta entrada, vamos a realizar un experimento sobre la difracción de ondas del láser. Como la última entrada, lo hemos elaborado entre grupos de toda la clase y en cada grupo, nos habíamos puesto de acuerdo de quién traer el material necesario para el experimento.

A diferencia de la actividad anterior, esto es uno de los experimentos que el libro de

química ofrecía y la actividad previa era propuesta por el profesor.

Los materiales que hemos necesitado para hacer posible la práctica son:
- Un puntero láser, de menos de 5 mW de potencia, uno de los instrumentos más importantes para que así salga el resultado requerido, es decir para que salga la sombra de luz.

- Pinzas de oficina, para sujetar la pantalla de hoja blanca, el cuadrado de cartón cubierta con papel de aluminio y el puntero láser.

- Un cuadrado de cartón, nos servirá para que el haz de luz atraviese justo el orificio del centro del aluminio.

- Tijeras, para cortar el celo, el papel de aluminio, la pantalla de hoja blanca y el cuadrado de cartón.

- Un alfiler de punta redonda o esfera (Una esfera de unos 5 mm de diámetro. Puede ser la

punta redonda de un alfiler, un imán o un pequeño rodamiento)

Este sirve para que refleje y atraviese la luz que salía del puntero láser hasta la cartulina blanca.

- Celo, podrá pegar los bordes del papel de aluminio con el cartón.

- Papel de aluminio, para así hacer un orificio en el centro del papel de aluminio con el alfiler.

- Una pantalla de cartulina blanca / folio blanco, consigue que la luz refleje a través del alfiler y después de en la pantalla una sombra con marcas de agua.

El experimento consistía en una práctica con las ondas de luz que en realidad es una difracción definido como el fenómeno por el cual una onda que atraviesa un obstáculo por un orificio pequeño se distorsiona y se propaga en todas direcciones detrás de dicho orificio.



Los pasos que hemos seguido a lo largo de todo el proceso son:

1. Antes de realizar el experimento , necesitamos montar el montaje del experimento mediante los materiales que nos proponían, primero doblamos la hoja blanca hasta que sea un rectángulo más o menos grande, es decir, que quede al final un cuarto de la hoja y lo sujetamos con unas pinza para que se sostenga durante el experimento, recortamos un trozo cuadrado del aluminio para pegarlo luego al cartón, ajustar el alfiler a un apoyamiento es nuestro caso hemos usado un vaso de plástico y otras veces colocado por una pinza y a su vez una goma de borrar. El láser, lo hemos apoyado con un tripple que nos habían prestado un compañero sin embargo en el libro indicaba que había que sujetarlo con una pinza.

2. Después de realizar todo el montaje del experimento, empezamos a proceder en el proceso del experimento. Primero sujetamos el cuadrado de cartón frente al laser para que su superficie quede perpendicular al haz de luz. Seguiremos, poniendo el alfiler con una esfera sobre un soporte, a un par de metros de láser, donde debe quedar en el centro del haz. Por ultimo ponemos la pantalla detrás del alfiler y en encendemos el laser y observa su sombra en la pantalla en una habitación a oscuras.

El resultado es una sombra del alfiler reflejada en la pantalla con marcas de agua pero que lo que en realidad nos pide no es eso, sino una luz directa que represente en el centro de la sombra. Las medidas resultantes del experimento son:

- Entre el láser y el papel cuadrado de aluminio es de 40,5 cm

-Entre el papel cuadrado de aluminio y el alfiler es de 28 cm

-Entre el alfiler y la pantalla de papel es de 31 cm




Durante todo el desarrollo del experimento, hemos tenido dificultades pero los hemos sabido superar. Los obstáculos nos bloquean a todos pero quizás colaborando todos juntos no será así tan difícil y tendrás así mucho más apoyo. Como he dicho cuando nos hemos equivocado, hemos intentado resolverlo adecuadamente.
Los errores que cometimos son:

- No habíamos sujetado el láser ya que no nos habíamos leído las instrucciones

- La esfera del alfiler era demasiada grande la que había traído un integrante del equipo así que la sombra no lo reflejaba o lo representaba muy bien. Así que tuvimos que traer otra de un tamaño más pequeño.

- Las distancias entre los materiales era demasiada corta, ya que así la sombra no se bien definida. Porque al principio lo hacíamos o creíamos que todo se hacía a ojo es decir mientras que se defina la sombra, las distancias entre todos los materiales da igual, pero en realidad no. En uno de los montajes, la sombra esta como muy pegada por encima, ya que se debería de verse un punto. En este caso lo tuvimos que alejar más la pantalla y el soporte del alfiler y bajando más el alfiler. El resultado que representa es como una especie de rayitas con marcas de agua.

Ante este proyecto lo hemos realizado en conjunto entre todos los miembros de equipo. Por ello hemos utilizado la mayoría el libro de química para poder seguir las instrucciones del montaje y el proceso detalladamente. Podemos decir que ha sido la herramienta principal para hacer posible esta practica. Y durante todo el proceso hemos ido mejorando a partir del feedback de cosas a mejorar que nos dijo el profesor, incluyendo las preguntas de por medio que nos surgían.

Esta práctica nos ha servido para saber o entender que, para que sirve y cómo es el concepto de difracción de ondas, pudiendo aplicarlo siempre y cuando a la realidad. Como otras veces esta práctica es otro de las prácticas realizadas en clase con cierta teoría de las difracciones. Donde el profesor también nos explicaba la idea a todos, así pues para entenderlo mejor y por supuesto el principal medio por la que lo hemos llevado a la práctica y demostrado que lo sabemos es que mediante este concepto o teoría producir nuestro propio experimento.

En el reparto de tareas de equipo, no obtuvimos una buen resultado como esperábamos ya que no estábamos al día y los otros integrantes incluyendo a mi no participábamos mucho, quizás esto fue lo que más nos ha costado. Y también en general la organización del grupo.
Para ello si tuviera la oportunidad de cambiar algo, quisiera mejorar la actitud de todos los miembros del equipo porque en la práctica no todos estaban involucrados en el trabajo.
Para destacar un momento en concreto durante todo la fase, sería cuando pudimos mejorar nuestro experimento a base de consejos que nos dio el profesor, es donde a partir de ahí nos dimos cuenta de que no todo sale por primera vez y perfecto, a veces siempre se comete un error inesperado.

Todas las clases lo llevamos al día, y cuando habíamos terminado, teníamos como otros retos o pequeños ajustes para desarrollar así más la practica.

Había una propuesta del libro al terminar el experimento, que es:
Modifica las distancias entre el láser, el orificio la esfera y la pantalla, hasta que obtengamos la sombra mejor definida.

Al final del todo venían unos ejercicios para responder después de realizar la practica, en uno de los ejercicios teníamos que contestar qué función realizaba el papel de aluminio y qué ocurre si lo retiramos:

[1. Observa el esquema del montaje. ¿Cuál es la función del papel de aluminio? ¿Qué ocurre si lo retiras?

Cuando está el papel aluminio, se puede contemplar cómo un punto fijo y preciso. Y cuando no el círculo la luz se dispersa.]
La segunda pregunta había que usar la linterna para ver que ocurría al reflejarse por varios puntos de luz, y anotamos el resultado en conclusión de lo que hemos obtenido:

[2. Sustituye el láser por una linterna. ¿Qué sucede? ¿Por qué? ¿En qué se diferencia su luz de la del láser?

La luz de la linterna no llega hasta la punta del alfiler con lo cual la luz no traspasa al alfiler.

Se ve directamente el punto blanco desde que sale de la linterna hasta que llega a la pantalla de cartulina.]

La tercera pregunta no lo pudimos hacerlo posible porque no nos salió:

[3. Observa las figuras. Busca información sobre la interferencia de la luz. ¿Por qué surge el punto luminoso central?]
Otras propuestas de la práctica fueron:

- En vez de realizar un orificio en el centro del papel aluminio, dos rendijas en el papel para que permite que las dimensiones sean más pequeñas y los patrones de interferencia y difracción de la luz coherente son muy diferentes en diferencia de otros tipos de rendijas.




- Uso del CD en el experimento ya que nos darán resultados diferentes con la luz. El resultado es que una red de difracción choca con una onda de luz y rebota hacia cualquiera dirección.


La difracción por ondas se puede observar o aplicar a la vida a través todo tipo de ondas, desde ondas sonoras, ondas en la superficie de un fluido y ondas electromagnéticas como la luz y las ondas de radio.
Nos servirá mucho no solo para nuestro trabajo sino muchos fenómenos que ocurre en la naturaleza. 

Nos sirve para explicar cosas que ocurren en la vida cotidiana como por ejemplo:

Cuando no ves una actuación o espectáculo por cualquier motivo, por esta razón puedes escuchar cualquier sonido por la teoría de la difracción. O cuando también de cercanía no ves a la persona que está hablando pero si le puedes escuchar.