Pregrado
  1. Mecánica clásica  1.1. dinámica  1.1.1. Movimiento en una dimensión  1.1.2. Movimiento en dos dimensiones  1.1.3. projectile motion  1.1.4. Velocidad relativa  1.1.5. Movimiento circular uniforme  1.1.6. Movimiento circular no uniforme  1.1.7. Sistemas de referencia y transformaciones  1.2. Newton's Laws of Motion  1.2.1. Primera ley del movimiento  1.2.2. Segunda ley del movimiento  1.2.3. Tercera Ley del Movimiento  1.2.4. Aplicaciones de las leyes de Newton  1.2.5. Fricción y sus tipos  1.2.6. Diagrama de Cuerpo Libre  1.2.7. Restricciones y pseudo-fuerzas  1.3. Trabajo y energía  1.3.1. Trabajo realizado por la fuerza  1.3.2. Teorema trabajo-energía  1.3.3. Energía cinética  1.3.4. Energía potencial en la mecánica clásica  1.3.5. Fuerzas conservativas y no conservativas  1.3.6. Conservación de la Energía  1.3.7. Poder y eficiencia  1.4. Velocidad y colisiones  1.4.1. Momento lineal  1.4.2. Conservación del momento  1.4.3. Impulso y fuerza de impacto  1.4.4. Colisión elástica e inelástica  1.4.5. Centro de masa y velocidad  1.4.6. Propulsión de Cohetes  1.5. Movimiento rotacional  1.5.1. Torque y Momento Angular  1.5.2. Momento de inercia  1.5.3. Cinemática Rotacional  1.5.4. Energía Rotacional  1.5.5. Movimiento de rodadura  1.5.6. Precesión y movimiento giroscópico  1.6. Fuerza gravitacional  1.6.1. La ley de la gravitación universal de Newton  1.6.2. Energía potencial gravitatoria  1.6.3. Mecánica orbital  1.6.4. Leyes del movimiento planetario de Kepler  1.6.5. Campo y potencial gravitatorio  1.7. Mecánica de fluidos  1.7.1. Presión y el Principio de Pascal  1.7.2. Flotabilidad y el principio de Arquímedes  1.7.3. Dinámica de Fluidos y el Principio de Bernoulli  1.7.4. Viscosidad y la ley de Poiseuille  1.7.5. Tensión superficial y capilaridad  1.8. Oscilaciones y ondas  1.8.1. Movimiento Armónico Simple  1.8.2. Oscilaciones amortiguadas y forzadas  1.8.3. Oscilaciones acopladas y modos comunes  1.8.4. Propiedades y tipos de ondas  1.8.5. Ondas Sonoras y el Efecto Doppler  1.8.6. Interferencia de ondas y superposición
  2. Electromagnetismo  2.1. Electrostática  2.1.1. Carga eléctrica y propiedades  2.1.2. Ley de Coulomb  2.1.3. Electric field and electric potential  2.1.4. La Ley de Gauss  2.1.5. Capacitancia y Dieléctrico  2.1.6. Dipolo eléctrico y energía potencial  2.2. Circuitos eléctricos  2.2.1. Corriente y Resistencia  2.2.2. Ley de Ohm  2.2.3. Leyes de Kirchhoff  2.2.4. Circuito RC  2.2.5. Circuitos de CA y Reactancia  2.2.6. Electricidad y energía eléctrica  2.3. Magnetismo  2.3.1. Campos y Fuerzas Magnéticas  2.3.2. La Ley de Ampere  2.3.3. Momento dipolar magnético  2.3.4. Ley de Biot-Savart  2.3.5. Materiales Magnéticos y Histeresis  2.4. Inducción electromagnética  2.4.1. Ley de Faraday  2.4.2. La ley de Lenz  2.4.3. Autoinducción y mutua inducción  2.4.4. Transformadores y Circuitos Inductivos  2.5. Ecuaciones de Maxwell  2.5.1. La ley de Gauss para la electricidad  2.5.2. Ley de Gauss para el magnetismo  2.5.3. La ley de inducción de Faraday  2.5.4. Ley de Ampere-Maxwell  2.5.5. Ondas electromagnéticas
  3. Termodinámica  3.1. Leyes de la Termodinámica  3.1.1. Ley cero de la termodinámica  3.1.2. Primera ley de la termodinámica  3.1.3. Segunda Ley  3.1.4. Tercera Ley  3.2. Calor y trabajo  3.2.1. Transferencia de calor (conducción, convección, radiación)  3.2.2. Expansión térmica  3.2.3. Motores térmicos y refrigeradores  3.2.4. Ciclo de Carnot y eficiencia  3.3. Mecánica estadística  3.3.1. Distribución de Maxwell–Boltzmann  3.3.2. Entropía y Probabilidad  3.3.3. Función de partición  3.3.4. Estadísticas de Fermi–Dirac y Bose–Einstein
  4. Óptica  4.1. Óptica Geométrica  4.1.1. Reflexión y refracción  4.1.2. Espejos y lentes  4.1.3. Instrumentos Ópticos  4.1.4. El principio de Fermat  4.2. Óptica de ondas  4.2.1. Interferencia en la óptica de ondas  4.2.2. Difracción  4.2.3. Polarización  4.2.4. Coherencia y holografía
  5. Mecánica cuántica  5.1. Dualidad onda-partícula  5.1.1. Radiación de cuerpo negro en la dualidad onda-partícula en la mecánica cuántica  5.1.2. Efecto fotoeléctrico  5.1.3. Dispersión Compton  5.1.4. Longitud de onda de De Broglie  5.2. Ecuación de Schrödinger  5.2.1. Ecuación de Schrödinger independiente del tiempo  5.2.2. Partícula en una caja  5.2.3. Efecto túnel cuántico  5.2.4. Pozos de potencial y obstáculos  5.3. Estados Cuánticos  5.3.1. Función de onda  5.3.2. Operadores cuánticos  5.3.3. Principio de incertidumbre de Heisenberg  5.3.4. Momento angular y espín
  6. Relatividad  6.1. Relatividad especial  6.1.1. Transformaciones de Lorentz  6.1.2. Expansión del tiempo y contracción de la longitud  6.1.3. Energía y momento relativista  6.2. Relatividad general  6.2.1. Principio de Equivalencia  6.2.2. Métrica de Schwarzschild  6.2.3. Ondas gravitacionales  6.2.4. Agujeros negros y horizontes de eventos
  7. Física del estado sólido  7.1. Estructura cristalina  7.1.1. Redes de Bravais  7.1.2. Difracción de rayos X  7.1.3. Teoría de bandas  7.1.4. Fonones y vibraciones de red  7.2. Propiedades Eléctricas y Magnéticas  7.2.1. Conductores, Semiconductores e Aislantes  7.2.2. Superconductividad  7.2.3. Efecto Hall
  8. Física nuclear y de partículas  8.1. Estructura Atómica  8.1.1. Modelo Atómico  8.1.2. Energía de enlace nuclear  8.2. Radiactividad  8.2.1. Desintegración alfa, beta, gamma  8.2.2. Vida media  8.2.3. Fisión y Fusión Nuclear  8.3. Física de partículas  8.3.1. Modelo Estándar  8.3.2. Quarks y Leptones  8.3.3. antimateria  8.3.4. Interacciones fundamentales
  9. Astrofísica y cosmología  9.1. Evolución estelar  9.1.1. Formación estelar  9.1.2. Agujeros negros y estrellas de neutrones  9.1.3. Enanas blancas y supernovas  9.2. Cosmología  9.2.1. La Teoría del Big Bang  9.2.2. Materia oscura y energía oscura  9.2.3. Fondo cósmico de microondas

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Interferencia en la óptica de ondas


La interferencia es un concepto central en el campo de la óptica de ondas. Es un fenómeno que ocurre cuando dos o más ondas de luz se superponen y combinan para formar un nuevo patrón de intensidad de luz. Es una consecuencia natural de la naturaleza ondulatoria de la luz y es uno de los muchos fenómenos que demuestran claramente el comportamiento ondulatorio de la luz.

¿Qué es la interferencia? En términos simples, cuando dos ondas se encuentran, interactúan entre sí. Esta interacción se conoce como interferencia. El principio de superposición establece que cuando dos o más ondas se superponen en un punto, el desplazamiento de onda resultante es la suma de los desplazamientos de las ondas individuales. Hay dos tipos principales de interferencia: interferencia constructiva e interferencia destructiva.

Interferencia constructiva

La interferencia constructiva ocurre cuando dos crestas de onda (picos) se encuentran, produciendo una nueva onda de amplitud aumentada. En otras palabras, las ondas se suman. Aquí hay una fórmula code simple que explica la interferencia constructiva:

( I = I_1 + I_2 + 2sqrt{I_1 cdot I_2}cosPhi )

Dónde:

  • I es la intensidad resultante de la luz
  • I_1 y I_2 son las intensidades de las ondas individuales
  • Phi es la diferencia de fase entre las dos ondas

La interferencia constructiva generalmente ocurre cuando la diferencia de fase es un múltiplo par de Phi pi ciclos completos de onda se superponen).

Interferencia destructiva

La interferencia destructiva ocurre cuando un pico de onda se encuentra con un valle de onda. Esto resulta en una reducción en la amplitud de las ondas o incluso en su cancelación completa. Puede representarse matemáticamente de la siguiente manera:

( I = I_1 + I_2 - 2sqrt{I_1 cdot I_2}cosPhi )

La interferencia destructiva ocurre cuando la diferencia de fase es un múltiplo impar de Phi pi los medios ciclos de onda están desfasados).

Explorando la intervención visualmente

Considere dos ondas que se representan de la siguiente manera:

Onda 1: y(_1) = A(_1)sin(ωt + kx)
Onda 2: y(_2) = A(_2)sin(ωt + kx + (Phi))

La onda resultante en cualquier punto puede expresarse como:

y = y(_1) + y(_2)

Representadas visualmente, las ondas que interfieren se ven así:

En el svg anterior, las líneas azul y roja representan las dos ondas, mientras que la línea verde discontinua muestra la onda resultante debido a la interferencia.

Experimento de doble rendija de Young

Quizás la demostración más famosa de la interferencia de luz es el experimento de doble rendija de Young, realizado por Thomas Young a principios del siglo XIX. En este experimento, se hace brillar luz a través de dos rendijas cercanas, y el patrón de luz resultante se observa en una pantalla.

Young descubrió que en lugar de dos manchas de luz en la pantalla, había muchas franjas brillantes y oscuras. Este patrón es evidencia de la interferencia de ondas de luz. Las áreas brillantes eran áreas de interferencia constructiva, mientras que las áreas oscuras mostraban interferencia destructiva.

Este experimento puede resumirse con la fórmula de interferencia para las franjas brillantes:

d sin theta = mlambda

Y para los bordes oscuros:

d sin theta = (m + 0.5)lambda

Dónde:

  • d es la distancia entre las rendijas
  • theta es el ángulo de las franjas desde el máximo central
  • m es el orden de la franja (entero)
  • lambda es la longitud de onda de la luz

Aplicaciones en el mundo real

La interferencia no es solo un fenómeno de laboratorio. Tiene muchas aplicaciones prácticas:

  • Revestimientos antirreflectantes: Películas delgadas aplicadas a lentes y gafas utilizan interferencia destructiva para reducir los reflejos.
  • Holografía: Esta técnica se basa en la interferencia de luz para crear imágenes tridimensionales muy detalladas.
  • Interferencia de película delgada: Los patrones de color que se ven en derrames de petróleo o burbujas de jabón resultan de la interferencia de la luz.

En esta ilustración, las dos ondas de colores representan múltiples reflexiones de las películas delgadas, y el patrón de onda discontinua muestra el posible patrón de interferencia resultante.

Conclusión

Comprender la interferencia en la óptica de ondas es importante para cualquiera que estudie física o campos relacionados. Este concepto muestra cómo interactúan las ondas y cómo estas interacciones dan lugar a varios patrones observables. La interferencia no solo mejora nuestra comprensión de la naturaleza de la luz, sino que también impulsa la tecnología y la innovación en industrias como la óptica, la fotografía, el cine, etc.


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