6 _DIFRACCION_Compendio
Páginas: 29 (7093 palabras)
Publicado: 22 de septiembre de 2015
Ministerio de Educación
Universidad Tecnológica Nacional
Facultad Regional Rosario
Departamento de Materias Básicas
ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS y ÓPTICA FÍSICA
Difracción
II.3
Introducción:
Todos estamos habituados a la idea de que el sonido dobla las esquinas. Si así
no fuese no podríamos oír una sirena policial que suena a la vuelta de la
esquina o lo que nos dice una persona que está deespaldas a nosotros. Lo que
quizás resulte sorprendente es que la luz también puede doblar las esquinas.
Cuando la luz proveniente de una fuente puntual ilumina un borde recto y
proyecta una sombra, el borde de la sombra nunca es perfectamente nítido. Se
observa un poco de luz en el área que corresponde a la sombra y franjas
brillantes y oscuras en el área iluminada. La razón de estos efectos es que laluz, como el sonido, tiene características de onda.
Hasta ahora hemos estudiado los efectos de interferencia que surgen cuando
se combinan dos ondas luminosas. Ahora investigaremos los efectos que
resultan de la combinación de muchas ondas luminosas. Estos efectos se
conocen como difracción.
De acuerdo con la óptica geométrica, si se coloca un objeto opaco entre un manantial
luminoso puntual y unapantalla, como indica la figura 59, la sombra del objeto forma
una línea perfectamente definida. No llegará nada de luz a la pantalla en los puntos
situados dentro de la sombra geométrica, mientras que fuera de la sombra la pantalla
estará iluminada casi uniformemente.
En la figura 60 se presenta un
PANTALLA
MANANTIAL
PUNTUAL
ejemplo de difracción. La fotografía
que se muestra ha sidoobtenida
BORDE
RECTILÍNEO
colocando una hoja de afeitar entre
SOMBRA
GEOMÉTRICA
un orificio muy pequeño, iluminado
con
SOMBRA GEOMÉTRICA
DE UN BORDE RECTILÍNEO
luz
monocromática,
y
una
película fotográfica, de tal modo
figura 59
que la película registró la sombra
arrojada por la hoja. La figura de la derecha es una ampliación de una región
Ing. Sandra Silvester
Página 81
Ministerio deEducación
Universidad Tecnológica Nacional
Facultad Regional Rosario
Departamento de Materias Básicas
ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS y ÓPTICA FÍSICA
SOMBRA REAL DE UNA HOJA DE AFEITAR
ILUMINADA CON LUZ MONOCROMÁTICA
DE UNA FUENTE PUNTUAL
figura 60
próxima a la sombra de un borde de la hoja. El área que está afuera de la
sombra geométrica está bordeada de bandas brillantes y oscurasalternativamente. Una pequeña cantidad de luz ha dado vuelta al borde y ha penetrado
dentro de la sombra geométrica, aunque esto no es muy visible en la fotografía. La primera banda brillante inmediatamente afuera de la sombra
geométrica,
es
considerablemente
más
brillante
que en
la
región
de
iluminación uniforme de la extrema derecha.
Este sencillo experimento nos da una idea de la riqueza ycomplejidad de lo que se
considera frecuentemente como el fenómeno óptico más elemental: la sombra
arrojada por un objeto opaco.
La razón de que este fenómeno no se observe frecuentemente en la vida diaria, es
simplemente debido a que la mayor parte de las fuentes ordinarias de luz no son
monocromáticas ni tampoco fuentes puntuales. Si la sombra de la hoja de afeitar es
producida por una lámparaincandescente blanca esmerilada, la luz procedente de
cada punto de la superficie de la lámpara forma su propia figura de difracción, pero
éstas se superponen de tal modo que no puede observarse ninguna figura
aisladamente.
El proceso por el cual se producen los efectos de difracción tiene lugar
continuamente en la propagación de cada frente de onda, pero tales efectos
sólo pueden observarse si se suprimeuna parte de este frente mediante algún
obstáculo.
Ing. Sandra Silvester
Página 82
Ministerio de Educación
Universidad Tecnológica Nacional
Facultad Regional Rosario
Departamento de Materias Básicas
ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS y ÓPTICA FÍSICA
Los hechos principales observados en los fenómenos de difracción pueden
predecirse con ayuda del principio de Huygens, de acuerdo con el cual cada
punto de...
Universidad Tecnológica Nacional
Facultad Regional Rosario
Departamento de Materias Básicas
ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS y ÓPTICA FÍSICA
Difracción
II.3
Introducción:
Todos estamos habituados a la idea de que el sonido dobla las esquinas. Si así
no fuese no podríamos oír una sirena policial que suena a la vuelta de la
esquina o lo que nos dice una persona que está deespaldas a nosotros. Lo que
quizás resulte sorprendente es que la luz también puede doblar las esquinas.
Cuando la luz proveniente de una fuente puntual ilumina un borde recto y
proyecta una sombra, el borde de la sombra nunca es perfectamente nítido. Se
observa un poco de luz en el área que corresponde a la sombra y franjas
brillantes y oscuras en el área iluminada. La razón de estos efectos es que laluz, como el sonido, tiene características de onda.
Hasta ahora hemos estudiado los efectos de interferencia que surgen cuando
se combinan dos ondas luminosas. Ahora investigaremos los efectos que
resultan de la combinación de muchas ondas luminosas. Estos efectos se
conocen como difracción.
De acuerdo con la óptica geométrica, si se coloca un objeto opaco entre un manantial
luminoso puntual y unapantalla, como indica la figura 59, la sombra del objeto forma
una línea perfectamente definida. No llegará nada de luz a la pantalla en los puntos
situados dentro de la sombra geométrica, mientras que fuera de la sombra la pantalla
estará iluminada casi uniformemente.
En la figura 60 se presenta un
PANTALLA
MANANTIAL
PUNTUAL
ejemplo de difracción. La fotografía
que se muestra ha sidoobtenida
BORDE
RECTILÍNEO
colocando una hoja de afeitar entre
SOMBRA
GEOMÉTRICA
un orificio muy pequeño, iluminado
con
SOMBRA GEOMÉTRICA
DE UN BORDE RECTILÍNEO
luz
monocromática,
y
una
película fotográfica, de tal modo
figura 59
que la película registró la sombra
arrojada por la hoja. La figura de la derecha es una ampliación de una región
Ing. Sandra Silvester
Página 81
Ministerio deEducación
Universidad Tecnológica Nacional
Facultad Regional Rosario
Departamento de Materias Básicas
ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS y ÓPTICA FÍSICA
SOMBRA REAL DE UNA HOJA DE AFEITAR
ILUMINADA CON LUZ MONOCROMÁTICA
DE UNA FUENTE PUNTUAL
figura 60
próxima a la sombra de un borde de la hoja. El área que está afuera de la
sombra geométrica está bordeada de bandas brillantes y oscurasalternativamente. Una pequeña cantidad de luz ha dado vuelta al borde y ha penetrado
dentro de la sombra geométrica, aunque esto no es muy visible en la fotografía. La primera banda brillante inmediatamente afuera de la sombra
geométrica,
es
considerablemente
más
brillante
que en
la
región
de
iluminación uniforme de la extrema derecha.
Este sencillo experimento nos da una idea de la riqueza ycomplejidad de lo que se
considera frecuentemente como el fenómeno óptico más elemental: la sombra
arrojada por un objeto opaco.
La razón de que este fenómeno no se observe frecuentemente en la vida diaria, es
simplemente debido a que la mayor parte de las fuentes ordinarias de luz no son
monocromáticas ni tampoco fuentes puntuales. Si la sombra de la hoja de afeitar es
producida por una lámparaincandescente blanca esmerilada, la luz procedente de
cada punto de la superficie de la lámpara forma su propia figura de difracción, pero
éstas se superponen de tal modo que no puede observarse ninguna figura
aisladamente.
El proceso por el cual se producen los efectos de difracción tiene lugar
continuamente en la propagación de cada frente de onda, pero tales efectos
sólo pueden observarse si se suprimeuna parte de este frente mediante algún
obstáculo.
Ing. Sandra Silvester
Página 82
Ministerio de Educación
Universidad Tecnológica Nacional
Facultad Regional Rosario
Departamento de Materias Básicas
ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS y ÓPTICA FÍSICA
Los hechos principales observados en los fenómenos de difracción pueden
predecirse con ayuda del principio de Huygens, de acuerdo con el cual cada
punto de...
Leer documento completo
Regístrate para leer el documento completo.