Imperfecciones en superficies: interferómetro de Twyman

En muchas ocasiones se necesita garantizar que una superficie sea enormemente lisa, sin apenas imperfecciones. Esto, que es fácil de comprobar cuando no necesitamos garantizar que la superficie no tenga imperfecciones de más de algunas décimas de milímetro de altura, requiere de otros métodos cuando se necesita alcanzar precisiones del orden de la longitud de onda del visible (aprox. 10-7 m, algo menos de una millonésima de metro).

Para estos casos, existe un montaje simple con el cual se puede conseguir dicha precisión fácilmente, echando mano del carácter ondulatorio de la luz.

twyman.jpg

De forma similar al interferómetro de Michelson – Morley, que utilizaron en su famoso experimento, se tiene una lámina que divide un haz de luz en dos, los cuales se reflejan en dos espejos planos y vuelven a juntarse a la salida. Al igual que pasaba con Michelson, en función de la diferencia de camino que hayan recorrido ambos rayos, se observará que ambos rayos dan una zona de luz u oscuridad.

La novedad viene debido a que si la luz incidente no viene de un punto sino de un haz paralelo (el cual se consigue poniendo una lente después de la fuente de luz), todos los rayos recorren la misma distancia luego en la pantalla observaríamos la misma intensidad de luz (o sombra).
Ahora, si sustituimos uno de los espejos por nuestra superficie, los rayos ya no recorren el mismo camino porque esta superficie no es totalmente plana, así que observaremos cómo se van produciendo “anillos” irregulares en la pantalla.

michelIcon.jpg

Así que observando la forma de estos anillos y contando cuántos se producen, podemos saber cómo es la (o las) imperfecciones que tiene nuestra superficie y qué altura tienen, de forma análoga a cómo en un mapa podemos ver el desnivel del terreno por las curvas de nivel. Eso sí, con esto no podemos estar seguros de si se trata de una “montaña” o de un “valle” en nuestra superficie.

Por ejemplo en la anterior imagen podemos ver cómo se tiene una pequeña imperfección en el centro de la superficie, lo cual crea que el patrón de luz no sea uniforme sino que se formen “anillos” (curvas de nivel) en función de la altura de las imperfecciones que tiene la superficie.

2 comentarios en “Imperfecciones en superficies: interferómetro de Twyman

  1. Hace tiempo que tenía ganas de escribir este “cacharro”… así que ayer mientras le estudiaba no pude resistirme.
    Buen tema sí, no se me había ocurrido…

    Ya llegarán😉

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