Speed measurement of a rotating diffuser by means of the Doppler shift of the scattered light

• Autores: Gladis Graciela Romero, Elvio Edgardo Alanís, Andrea Carolina Monaldi, Héctor Jorge Rabal
• Localización: Latin-American Journal of Physics Education, ISSN-e 1870-9095, Vol. 5, Nº. 2, 2011
• Idioma: inglés
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• Resumen
  • español

    Se describe un experimento diseñado para detectar el corrimiento en frecuencia de la luz dispersada por un difusor móvil cuando la velocidad de los dispersores tiene una componente en la dirección de observación. El dispositivo propuesto es similar a un interferómetro de Michelson en el que los espejos han sido reemplazados por dos superficies difusoras, una de ellas se mueve con velocidad angular constante, mientras que la otra permanece en reposo. La superposición coherente de la luz dispersada en ambas superficie da lugar a un patrón de speckle dinámico, cuyas fluctuaciones de intensidad contienen la frecuencia de batido entre las frecuencias componentes. Las fluctuaciones de intensidad se registran por medio de un fotodetector cuya señal se digitaliza utilizando la interfaz de sonido del sistema multimedia de una PC. La distribución espectral de las señales muestra picos centrados en la correspondiente frecuencia de batido de la luz dispersada por el difusor móvil. Estas frecuencias son correlacionadas con la velocidad tangencial del difusor a diferentes distancias del eje de rotación.

  • English

    An experiment designed to detect the Doppler shift frequency of light scattered by a moving diffuser when the speed of the scatters has a component in the line of sight direction is described. The device proposed is similar to a Michelson interferometer, in which the mirrors have been replaced by two diffuse surfaces, one of them moving with constant angular speed, while the other remaining at rest. The coherent superposition of the light dispersed in both surfaces results in a dynamic speckle pattern, whose intensity fluctuation contains the beat frequency between the component frequencies. The intensity fluctuations are recorded by means of a photodetector which signal is digitized with a sound interface of a PC multimedia system. The spectral distribution of the signals shows peaks centered in the corresponding beating frequency of the light dispersed by the moving diffuser. These frequencies are correlated with the tangential speed of the diffuser at several distances from the axis of rotation.