Difracción e interferencia

Si bien la difracción y la interferencia constituyen fenómenos que están presentes en todos los movimientos ondulatorios, en el caso de las ondas luminosas dan lugar a efectos de gran importancia e interés. La difracción es un fenómeno que se presenta cuando las ondas superan el borde de un obstáculo o pasan a través de una abertura pequeña en relación con su longitud de onda.

En el primer caso la difracción es tanto mayor cuanto mayor es la longitud de onda, motivo por el cual el efecto no es excesivamente llamativo en el caso de la luz, pero sí en el del sonido.

En el caso del paso por aberturas el proceso es el siguiente: las ondas que parten de una fuente puntual se propagan a modo de frentes de onda esféricos.

Cuando la distancia respecto de la fuente es grande, la curvatura de los frentes es casi nula, pero si un obstáculo le impide el paso, la onda se comporta como si el orificio constituyese una nueva fuente, alterando los frentes de onda.

La interferencia se produce cuando dos ondas de igual longitud de onda e igual fase coinciden. Cuando las crestas de ambas coinciden se produce un reforzamiento, mientras que cuando una cresta y un valle coinciden se produce la anulación  mutua. Los rayos luminosos   interfieren dando lugar a esquemas de bandas claras (refuerzo) y oscuras (anulación).

Para generar interferencias se emplea por regla general la misma fuente de luz, cuyos rayos se desvían en dos direcciones distintas para mas tarde hacerlos coincidir (principio sobre el que se basa el funcionamiento de los interferómetros). Si se iluminan dos ranuras estrechas cercanas se obtiene una demostración directa del fenómeno de la  interferencia ya que las ondas luminosas que salen de ellas interfieren y dan lugar a la aparición de franjas claras y oscuras sobre una pantalla.

Las dimensiones de dichas franjas permiten establecer a su vez la longitud de onda de la luz. Otro fenómeno debido a la interferencia son los llamados anillos de Newton, que aparecen cuando se coloca una lente planoconvexa sobre una lámina de vidrio y se ilumina el conjunto con una lámpara de luz monocromática.

Aparecen entonces una serie de anillos concéntricos debido a la interferencia de la onda, y resultan del hecho de que una fracción de la luz será reflejada por la lente y la otra lo sea por la lámina. Los fenómenos combinados de la difracción y la interferencia se hacen más acusados cuando las dimensiones de los orificios por los que pasa la luz son del orden de su longitud de onda.

En este hecho se basa el funcionamiento de las llamadas redes de difracción. Dichas redes están formadas por láminas de vidrio dotadas de tramas finísimas (de hasta 10.000 rayas por centímetro). La luz, al pasar por ellas se difracta dando lugar a  la formación de imágenes múltiples que acompañan a la imagen principal.

Dado que existe una relación muy precisa entre la longitud de onda de la luz incidente y el desplazamiento de la imagen formada con respecto del centro, estas redes se emplean, por ejemplo, para la determinación precisa de la longitud de onda de la luz de una determinada fuente.

Asimismo, esto da lugar a la formación de varios espectros a partir de una onda de luz monocromática. Dado que los rayos rojos experimentan una difracción mayor que los azules por tener una longitud de onda mayor, el espectro que genera una red de difracción es exactamente el inverso del que se obtiene mediante un prisma.

Publicado en Ciencias naturales y física