Simulación computacional con visualización demostrativa para la enseñanza del concepto de coherencia en carreras de ingeniería

H. HAIMOVICH; C.E. REPETTO; R. WELTI

Rosario

Congreso; 94º Reunión Nacional de Física; 2009

Asociación Física Argentina

Lograr la comprensión del concepto de coherencia parcial de un fenómeno ondulatorio en los primeros años de carreras de ingeniería resulta una tarea difícil. Por un lado, esto se debe a que las experiencias de la vida cotidiana donde se ponen de manifiesto distintos grados de coherencia (de luz o sonido, por ejemplo) son escasas. Por otro lado, la enseñanza de este concepto se dificulta debido a la sofisticación relativa de las herramientas matemáticas necesarias para describir el fenómeno con precisión, las que no suelen estar al alcance de los estudiantes en sus primeros años de estudio en ingeniería. Se presenta en este trabajo un entorno de simulación computacional que permite generar señales ondulatorias seleccionando su frecuencia principal y tiempo de coherencia así como otros parámetros, y visualizar los patrones de interferencia que se producirían sobre una pantalla ficticia al ser dicha señal emitida simultáneamente por dos fuentes puntuales separadas una cierta distancia. Al variar el tiempo de coherencia de la señal puede observarse claramente cómo se afecta el patrón de interferencia, perdiéndose el mismo paulatinamente a medida que se disminuye dicho tiempo. La señal ondulatoria se genera por superposición de numerosos paquetes de onda, lo que emula la generación de una onda luminosa por la emisión de fotones por los átomos en un tubo de descarga eléctrica. La simulación computacional permite, además, graficar cualquier señal de interés con el objetivo de facilitar la comprensión del fenómeno.