Calculadora de difracción de rendija simple

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Guía de uso de la herramienta

Conoce cuándo usar esta herramienta, qué admite y cómo la aplican los usuarios.

Datos clave

Categoría: Science & Education
Tipos de entrada: number
Tipo de salida: text
Cobertura de ejemplos: 4
API disponible: Sí

Resumen

La calculadora de difracción de rendija simple determina con precisión la posición angular y lineal de los mínimos oscuros mediante la ecuación a·sinθ = mλ. Permite analizar la apertura del máximo central y la dispersión del patrón luminoso a partir del ancho de rendija, la longitud de onda y la distancia a la pantalla.

Cuándo usarlo

Al calcular la dispersión angular y el ancho del máximo central producido por una rendija micrométrica.
Al predecir las posiciones lineales de franjas oscuras sobre una pantalla en prácticas de laboratorio de óptica.
Al analizar cómo varía la resolución o difracción al modificar la longitud de onda de la fuente lumínica.

Cómo funciona

1Ingresa el ancho de la rendija a (en µm), la longitud de onda λ (en nm) y el orden m del mínimo deseado.
2Indica opcionalmente la distancia hasta la pantalla L (en metros) para obtener desplazamientos métricos.
3La herramienta aplica la condición de mínimos a·sinθ = mλ para calcular el ángulo exacto θ del orden seleccionado y de los primeros cuatro mínimos.
4Si se incluye la distancia a la pantalla, se calculan las posiciones lineales y = L·tanθ para cada franja oscura.

Casos de uso

Diseño y verificación de montajes experimentales en laboratorios de física ondulatoria.
Determinación del tamaño de rendijas ópticas a partir de mediciones experimentales del patrón de difracción.
Estudio del límite de difracción y propagación de haces láser en sistemas electroópticos.

Ejemplos

1. Cálculo de difracción con láser verde sobre pantalla

Estudiante de física

Contexto

Se realiza una práctica de óptica física utilizando un láser verde y una rendija estándar montada en un banco óptico.

Problema

Necesita calcular la separación métrica entre franjas oscuras en una pantalla situada a 2 metros.

Cómo usarlo

Introduce 100 en el ancho de rendija, 550 en la longitud de onda, orden 1 y 2 en la distancia a la pantalla.

slitWidthUm: 100, wavelengthNm: 550, order: 1, screenM: 2

Resultado

Obtiene un ángulo del primer mínimo de 0.315° y una posición en pantalla de 11.00 mm del centro, con un ancho total del máximo central de 22.00 mm.

2. Evaluación de ensanchamiento con haz de Helio-Neón

Técnico de laboratorio óptico

Contexto

Se evalúa la dispersión angular de un láser He-Ne al pasar por una rendija estrecha sin pantalla fija.

Problema

Requiere conocer los ángulos de desviación de los primeros mínimos para estimar la divergencia del haz.

Cómo usarlo

Ingresa 50 µm para la rendija, 632.8 nm para la longitud de onda y selecciona orden 1 sin definir distancia de pantalla.

Preguntas frecuentes

¿Por qué el máximo central es el doble de ancho que los máximos secundarios?

El máximo central se extiende entre los dos primeros mínimos opuestos (-θ₁ a +θ₁), abarcando un ancho total de 2θ₁, mientras que las demás franjas quedan delimitadas por mínimos consecutivos con un ancho de solo θ₁.

¿Qué unidades se deben emplear para el cálculo?

El ancho de rendija se ingresa en micrómetros (µm), la longitud de onda en nanómetros (nm) y la distancia a la pantalla en metros (m).

¿Qué ocurre si la longitud de onda es mayor que el ancho de la rendija?

Si λ > a, la condición sinθ = λ/a supera 1 y no se forman mínimos de difracción, produciendo una dispersión continua sin franjas oscuras.

¿Es obligatorio indicar la distancia a la pantalla?

No, es opcional; sin este valor la herramienta calculará los ángulos de difracción θ y el ancho angular, omitiendo las posiciones lineales en milímetros.

¿Cuántos órdenes de mínimos calcula la herramienta?

slitWidthUm: 50, wavelengthNm: 632.8, order: 1

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Cuándo usarlo

Cómo funciona

Casos de uso

Ejemplos

1. Cálculo de difracción con láser verde sobre pantalla

2. Evaluación de ensanchamiento con haz de Helio-Neón

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