Divulgación ¿Cómo hacer el experimento de la doble rendija?

[Lenz]

Buenas tardes, estoy en 2 de bachillerato y me gustaría realizar una exposición en clase acerca del experimento de la doble rendija. Sin embargo, no sé cómo lograr el famoso patron de interferencias. Uso un láser de 650nm (rojo convencional), pero cuáles son las dimensiones y separación de las rendijas? Gracias.

[arivasm]

Re: ¿Cómo hacer el experimento de la doble rendija?

Sale muy bien con una simple tarjeta o lámina de plástico o cartón (mejor plástico) en la que se hacen dos cortes con una cuchilla o cutter separados aproximadamente 1 mm. Es posible que tengas que hacer varios intentos pues hay que pasar varias veces la cuchilla por el mismo corte, para que se abra un poco y tener una rendija, con lo que es fácil que se escape y romper el pequeño espacio entre ambas rendijas. Usa una regla metálica para ayudarte con el corte.

El plástico funciona mejor que el cartón porque con este último suelen quedar fibras y al no ser tan limpios los bordes se ve peor la figura de interferencia.

Si ves que no eres capaz de lograr un par de rendijas decentes puedes probar a crear dos agujeros, usando un alfiler o punzón y una separación semejante. La figura de difracción no será la misma que aparece en los libros, de franjas paralelas que alternan, pero también tendrás un bonito patrón de interferencia.

De todos modos, hay un experimento totalmente equivalente y que es más sencillo de preparar que es la difracción por un pelo. Yo lo hago en clase con un marquito de diapositiva (quizá ya no es fácil encontrarlos, pero puedes apañarte con cualquier marco rectangular en el que poder pegar un pelo estirado). La luz procedente de ambos lados del pelo produce una figura de interferencia muy semejante a la de la una doble rendija recta.

La distancia entre la tarjeta o pelo y la pantalla (yo uso la pared o un encerado blanco) debe ser de varios metros, cuantos más mejor. Por supuesto, interesa que la oscuridad sea total o la mayor posible.

Yo empleo una pinza de la ropa para mantener pulsado el botón del láser y de esa manera, al no tener que sujetarlo con la mano, que no vibre y tener una imagen estable y nítida. También te hará falta algún tipo de soporte (yo recurro a libretas y cosas así) para el láser. La tarjeta o marquito con el pelo lo sostengo vertical con dos pinzas de la ropa (ya ves que son muy útiles para este experimento).

Y una última cosa: como el mejor lugar para ver bien las franjas de interferencia es al lado de la pantalla hay que tener la precaución de no mirar el láser. Según me ha dicho mi oculista, tengo quemaduras de láser en la retina de un ojo, que atribuyo a repetir el experimento con un láser verde, más potente que el rojo y que vi sin querer mientras el alumno que lo había traído lo estaba colocando (no me lo dirigió al ojo, pero se reflejó en algo que ahora no recuerdo). Tuve una fugaz visión de una figura de interferencia que no te recomiendo ver bajo ningún concepto.

Cuando soy yo quien hace el experimento antes de poner la pinza al láser para que se encienda me aseguro de que todo el mundo esté de espaldas a él. El único que dará la vuelta soy yo para regresar a apagarlo y entonces tengo la precaución de evitar el haz. Por otra parte, desde que mi oculista me contó lo de la quemadura me he comprado unas gafas. Imagino que para hacer un simple trabajo de clase no te interesará tenerlas, pero si le coges gustillo a lo de hacer experimentos con láser te aconsejo que las compres (tienen que estar adaptadas a la longitud de onda del láser), pues no son caras y siempre son una protección adicional a la que proporciona la simple precaución. Incluso un humilde láser rojo de puntero puede producir daños en la retina (por supuesto, la clave está en la potencia y el tiempo de exposición).

Por cierto, tengo láseres rojo, verde y violeta y el mejor es el rojo, debido a su mayor longitud de onda.

Disfrútalo, es realmente divertido.

Ah! Y otro que te recomiendo hacer y que es bastante interesante (pero no para clase, se tarda unos minutos hasta que se consigue): pones en el suelo un espejo plano, esparces sobre él una pequeña cantidad de polvos de talco, enfocas el láser contra el espejo de manera que el haz esté absolutamente vertical (no mires hacia abajo, mira el techo!). Cuando logres ver la sombra de tu mano en el techo tendrás una bonita figura de interferencia!. Si te animas a hacerla otro día te cuento el motivo.

Saludos.

[Lenz]

Re: ¿Cómo hacer el experimento de la doble rendija?

Muchísimas gracias enserio, es un placer saber que hay profesores como usted, dispuestos a ayudar a sus pupilos y a transmitirle su vocación científica mediante unos experimentos tan relevantes. Desde la humilde voz de un alumno le animo a seguir así, pues las generaciones venideras necesitan «subirse a hombros de gigantes»

[arivasm]

Re: ¿Cómo hacer el experimento de la doble rendija?

[tono sarcástico on] Pues me alegro de que a usted le haya resultado útil... [tono sarcástico off] Mejor nos tuteamos, ¿no? En el foro de Física todos tenemos una cosa en común: la pasión por la Física. Bienvenido, y ya nos contarás qué tal te ha ido con el experimento.

Saludos.

PD: Muchas gracias por tus elogios.

[salallen]

¿Y cómo podría medir el paso de los fotones a través de las rendijas y generar su comportamiento como partícula?

[arivasm]

En mi opinión, el experimento que indicas es más un "Gedankenexperiment" (un experimento mental) que real (salvo que se realice con algún otro tipo de partícula, como por ejemplo electrones). La forma casera consistiría en bloquear una de las rendijas (que en realidad es hacer el experimento con una sola) para asegurarse de que los fotones solo pasan por una de ellas.

A ver qué opinan los demás compañeros del foro.

En todo caso, el experimento sencillo que mejor evidencia el carácter de partícula del fotón es el efecto fotoeléctrico. Eso sí, no es tan visual, pues hay que replicar el comportamiento que evidencian sus leyes.