DIFRACCION

Difracción

 

Cuando las ondas luminosas pasan a través de una abertura o por el borde de un obstáculo, siempre se flexionan en cierta medida hacia la región que no esta directamente expuesta a la fuente de luz, a esto se le llama difracción.

Concepto de difracción

Es la capacidad de las ondas para deflectarse alrededor de los obstáculos que encuentran es su trayectoria.

Las ondas difractadas parecen originarse en la abertura de un acuerdo con el principio de las ondulas de Huygens: cada punto de una frente de onda puede considerarse como una nueva fuente de ondas secundarias.

La difracción se nota solo cuando las dimensiones de una abertura o de un obstáculo son comparables a la longitud de las ondas que inciden sobre ellos.

 

Experimento de Young: interferencia

La difracción presentada por Thomas Young en 1801. Esta muestra que la luz proviene de una fuente monocromática incide en una rendija A, actúa como una fuente de ondas secundarias. Dos rendijas mas, S₁ y de S₂, son paralelas a A y equidistantes de ella. La luz de A pasa a través de S₁ y de S₂ y se proyecta sobre una pantalla.

La iluminación en líneas claras y oscuras alternadas, también se podían explicar en términos de la teoría ondulatoria. Para entender recuerde el principio de superposición.

Para estudiar la interferencia:

Cuando dos o mas ondas existen simultáneamente en un mismo medio, la amplitud resultante en cualquier punto es la suma de las amplitudes de las ondas compuestas en dicho punto.

Dos ondas interfieren constructivamente cuando la amplitud de la onda resultante es mayor que las amplitudes de cualquiera de las ondas componentes. Cuando la amplitud resultante es menor, se produce una interferencia destructiva.

Las ondas de la luz que provienen de la rendija A llegan a las rendijas S₁ y S₂ al mismo tiempo y se originan en una sola fuente de una longitud de onda, las ondas secundarias que dejan las rendijas S₁ y S₂ están en fases se dice que las fuentes son coherentes.

Las bandas claras se presentan siempre que las ondas que llegan provenientes de las dos rendijas interfieran constructivamente. Las bandas oscuras se presentan cuando tiene lugar una interferencia destructiva.

La diferencia en la longitud de la trayectoria ▲p = 0, y la interferencia constructiva de por resultado una banda central clara. La separación de las dos rendijas se representa por d.

 l  es la longitud de onda de la luz

 d es la separación de rendijas

0 es el ángulo que forma la franja con el eje.

En estas condiciones, la interferencia destructiva cancelara las ondas. Es decir, las franjas oscuras se presentan cuando

  d sen 0 = n  l/2        n= 1, 3, 5,…

Las ecuaciones anteriores se pueden expresar en una forma mas útil en términos de las distancias medibles x y y. Para ángulos pequeños,

     Sen 0 = tan 0 = y/ x

La sustitución de y/x para se 0 en las ecuaciones (37.1) y (37.2) nos da

Franjas claras:   yd/x = n l    n= 0, 1, 2, …        (37.3)

Franjas oscuras: yd/x = n  l /2   n= 1, 3, 5,…   (37.4)

La red de difracción

Si se dispone de rendijas paralelas, espaciadas regularmente y del mismo ancho, se puede obtener un patrón de difracción más claro y nítido. A una disposición de ese tipo a esto se le conoce como red de difracción.

Cuando las rendijas se separan por una distancia cada rendija actúa como una fuente de ondas secundarias de Huygens, lo que produce un patrón de interferencia.

La primera línea clara clara formada en cualquiera de los lados centrales se denomina de primer orden. La segunda línea clara en cualquier lado del máximo central se llama franja de segundo