Difracción

DIFRACCIÓN

Cuando una onda se encuentra con un obstáculo agujereado (rendija de un muro) o un cuerpo aislado, la onda pasa la rendija ocupando todo el espacio posterior a ella o, en el caso de un obstáculo, lo rodea y pasa a la zona situada tras él. Este fenómeno típico de las ondas recibe el nombre de difracción. La magnitud de la difracción depende de la relación entre la longitud de onda dela onda que se propaga y el tamaño del obstáculo o de la rendija.

Si la longitud de onda es semejante o mayor que el tamaño de la rendija, la onda pasa al otro lado ocupando prácticamente la totalidad del espacio. Da la impresión que la onda supera el obstáculo como si no estuviera o bien que la rendija es un nuevo foco de la onda.

Si la longitud de onda es bastante menor que el tamaño dela rendija, la onda pasa prácticamente sin difracción, es decir sólo se transmite al otro lado del muro por la parte correspondiente al frente del agujero. Es decir, la onda no puede bordear el obstáculo. En realidad, se produce una difracción bastante débil en las esquinas de la rendija.
Si en lugar de una rendija, lo que hacemos es poner un obstáculo al paso de las ondas,



Si en lugar deuna rendija, lo que hacemos es poner un obstáculo al paso de las ondas, pensar en un tubo fino, un poste o un muro de varios metros de ancho colocados como obstáculo al paso de las olas del mar, los fenómenos de difracción también están relacionados con la relación entre la longitud de onda y el tamaño del obstáculo.

Si la longitud de onda es bastante mayor que el obstáculo, la difracción estotal y la onda parece bordear perfectamente el obstáculo. Si la longitud de onda es del mismo orden que el tamaño del obstáculo la difracción es parcial, y cuando el obstáculo es mayor que la longitud de onda se convierte en un impedimento, produciéndose detrás de él una zona donde no llega el movimiento ondulatorio.



El fenómeno de la difracción, el hecho de que una propagación de energíapueda rodear un obstáculo ocupando todo el espacio detrás del mismo, es algo que no puede ser explicado suponiendo que esa energía es transportada por unos corpúsculos que se desplazan en el mismo sentido de la energía.

Si nos colocamos detrás de un muro de hormigón de 4 metros de ancho por 4 metros de alto y de 50 cm de espesor estaremos a cubierto de las balas que nos disparen desde el otrolado del muro. Es imposible transmitir energía a esa zona utilizando para ello el desplazamiento de un cuerpo que se desplace en el sentido de la energía.

Pero detrás del muro sí podemos oír un sonido producido al otro lado del mismo. El sonido se difracta en los bordes del obstáculo, de forma que pasa al otro lado ocupando todo el espacio. Si observamos la difracción debemos suponer que estáinvolucrado algún fenómeno físico que debe ser explicado con el movimiento ondulatorio.




Así cada parte infinitesimal de la abertura actúan como una fuente de ondas y el patrón resultante de luz y oscuridad es producto de la interferencia entre las ondas que emanan de estas fuentes.

Así la luz que emerge de una serie de aberturas forma patrones cuyo carácter depende del color de la luz yde la separación de las aberturas. Ejemplos de este efecto son los colores iridiscentes de las mariposas y el “arcoíris” que vemos reflejado en la superficie de un disco compacto CD.

El fenómeno de la difracción es aquél por el cual la luz blanca además de tender a expandirse a su paso por un orificio o una rendija y ocupar las sombras, se descompone en sus diferentes longitudes de onda cuandotoca el borde de un cuerpo opaco, desviándose más las longitudes más largas (rojos) y menos las más cortas (azules) generando todo el espectro de colores del arco iris. En esta foto vemos este efecto cuando la luz toca el borde del círculo central de un disco CD.




Difracción producida por una rendija

De acuerdo con el principio de Huygens, cuando la onda incide sobre una rendija todos...