Diferencia entre revisiones de «Discusión:Láser»

Revisión de 16:37 9 ago 2007

No me gusta demasiado el partado de coherente. Me noto falto de conocimientos fundamentales en este área. No entiendo muy bien lo que es la fase ni qué significado tiene que varie. Podría aventurar que la función sinusoidal de una onda es la representación de su variación de ¿qué magnitud? en el tiempo. ¿El valor de esta magnitud sería la fase?

Creo recordar que la suma de dos ondas es la suma de sus ecuaciones, la suma de sus fases en cada instante. Dos ondas pueden llegar a anularse como indico si su desfase es tal que la fase máxima de una coincida con la fase mínima de otra. ¿Cómo se llama este efecto?

Igualmente, dos ondas pueden sumarse coincidiendo su fase máxima, con lo que se dobla su "valor". ¿Qué es lo que se dobla? ¿Intensidad? ¿Longitud de onda?

--Venom 12:39 9 ago, 2007 (CEST)

Bueno, yo también me encuentro algo oxidado, pero creo que no necesito repasar nada para responder. Voy a ver si lo consigo.

Una onda es, por definición, todo aquello que puede ser descrito mediante una ecuación de onda que es una fórmula chunguísima de la que yo no entiendo nada. Lo que tú y yo hemos visto es el caso en el que TODO es tan simple como puede serlo.

Lo que hemos visto son las ondas sinusoidales lineales en las que sólo hay que definir amplitud (A), frecuencia (W) y fase (F).

Así, una onda es algo así como:

y = A * cos (Wt + F)

En realidad, esto es un movimiento armónico simple, pero es que una onda sinusoidal se comporta en cada punto como un movimiento armónico simple. La onda hay que describirla también en función de la distancia al punto emisor. No recuerdo muy bien como era, pero creo que se hacía introduciendo un tercer término en el paréntesis, término relacionado con la distancia y la frecuencia (en realidad lo que hacía este término era representar el desfase entre los dos puntos).

De la ecuación es trivial deducir que si tenemos dos ondas exactamente iguales,

y = y_1 + y_2 = 2A * cos (Wt + F)

Es decir, se obtiene una onda de igual frecuencia y fase pero doble amplitud.

Si las ondas tuvieran misma frecuencia y fase pero distinta amplitud:

y = y_1 + y_2 = (A_1 + A_2) * cos (Wt + F)

Es decir, que en la suma de ondas de misma frecuencia y fase se suma valle con valle y cresta con cresta.

Es también trivial observar que si las ondas tienen misma amplitud y frecuencia pero la fase de la onda 1 es F_1 y la fase de la onda 2 es F_2=PI, entonces el término de dentro del paréntesis es opuesto en ambas ondas, de forma que:

y = y_1 + y_2 = A * (cos (Wt + F_1) + cos (Wt + F_1 + PI)) = A * 0 = 0

ya que:

cos (Wt + F_1) = - cos (Wt + F_1 + PI)

Si se suman ondas de misma frecuencia pero fase opuesta (F_1 = F_2 + PI) y distinta amplitud resulta una onda que es la resta a la mayor de la menor. Es decir, suponiendo A_1 > A_2:

y = (A_1 - A_2) * (cos (Wt + F_1)

Por cierto, el color es la frecuencia a la que vibra la onda de luz. De forma que un emisor monocromático es aquel en el que cada fotón vrbra con la misma frecuencia pero no necesariamente misma fase (recuerda esto, que lo usaré luego).

Si lo que varía es la frecuencia, entonces las ondas unas veces coinciden en las crestas y otras en los valles, de forma que la onda compuesta es muy compleja, pero (y ahora tiro de un hilo de memoria MUY frágil, puedo ser inexacto) si las relaciones entre frecuencias son simples (1/2, 1/3, 1/4...), entonces (atento, que esta es de órdago) se forma una onda de frecuencia variable pero cuya amplitud es otra onda. Es decir, hay una onda envolvente virtual que limita los máximos crestas y valles de la onda compuesta. Esto es el fenómeno de los armónicos, cuando dos notas distintas se suman y forman una tercera, en vez de un caos de ruido.

Y por último, lo que he descrito son las ondas lineales, si la onda no es linal y se extiende en un frente circular (superficie del agua) o esférico (aire), entonces la energia se disipa y la amplitud se reduce. Dicho de otra forma: la onda se disipa.

Entonces, ¿qué es un haz de luz unidireccional, monocromático y coherente) pues es, exactamente el primer caso, una serie de ondas tales que:

y_i = A * cos (Wt + F)

Por lo que:

y_1 + y_2 + ... + y_n = (A_1 + A_2 + ... + A_n) * cos (Wt + F) = nA * cos (Wt + F)

Y además, por ser unidireccional la onda no se disipa y puede llegar hasta la Luna, reflejarse en un espejo dejado por los Apolo y utilizarse para medir la distancia Tierra - Luna que, por cierto, se incrementa en dos centimetros/año, fenómeno que tiene que ver con la precesión de los equinoccios.

Para cualquier aclaración o ampliación de esta información pediré cerveza.

--80.39.1.114 14:58 9 ago, 2007 (CEST)

Bueno, quizás no sea necesario que vayas encargando un barril, pero sigo teniendo mis propios conceptos en el aire.

Veamos, tenemos tres cosas: unidireccional, monocromático y coherente; y tres parámetros: amplitud, frecuencia y fase. Si esto fuese un exámen de primaria, secundaria o incluso universitario, me limitaría a unir cada oveja con su pareja y listos, a pasar cursos. Pero estamos ante un proyecto serio y me interesa saber el por qué.

Monocromático = misma frecuencia es obvio unidireccional, sin embargo, no tiene nada que ver con los parámetros anteriores, ya que la misma ecuación ya presupone una onda lineal.

Quedan dos parámetros para una única característica.

"y" es la separación respecto de la posición de equilibrio y se da en función del tiempo y(t), ya que en la ecuación aparece introducida este como variable (w*t). La amplitud es la máxima separación de la posición de equilibrio. Esto también es evidente.

Luego están cosas como longitud de onda, frecuencia y periodo, que también están más o menos claras.

Fase, según wikipedia, es la situación instantanea en un ciclo periódico. O sea, ¿fase sería "y"? Tiene sentido.

Dos ondas idénticas (misma dirección, A, w) que se encontrasen desfasadas medio ciclo darían como resultado una onda con todos sus puntos en equilibrio siempre. Por contra, si están "en fase", el resultado sería una onda con doble amplitud, tal y como ya hemos comentado. (me siguen faltando los nombres de estos efectos).

Ahora bien, ¿qué significa doble amplitud? Bien, sabemos que la energía es proporcional a la frecuencia; ¿pero qué significa que un láser esté multiplicando su amplitud? ¿Acaso se está haciendo más "grueso"? Eso podría dar sentido a los monstruosos láseres orbitales de Akira o rayos destructores tipo Independence day.

Pero, volviendo a lo que significa amplificado. ¿Si aumentamos la amplitud de la onda, aumentamos su energía? Por el contrario, si sumamos dos ondas con desfase media longitud de onda de modo que se anulen: ¿donde queda la energía de cada onda? ¿Se emite como luz visible no coherente, quizás?

Lo cierto es que continuo con un montón de conceptos no bien hilados entre sí. Qué pena no haber atendido más en clase.

--213.98.89.233 16:37 9 ago, 2007 (CEST)