Difraccion 2

Fisica III

Difracción de la luz
Prof. Dr. Victor H. Rios

2010

Fisica III

Tema:
Difracción de la Luz por una rendija.
Redes de Difracción.
Poder separador .
Aplicaciones de difracción.

Objetivos para Física III
Ing. Civil, Mecánica, Geodesia y Geofísica, Eléctrica, Electrónica, Computación,
Biomédica, Química, Industrial, Agrimensura y Azucarera.
Generales
• Entender el “fenómeno” de ladifracción de la luz y la necesidad de introducir
ondas electromagnéticas para explicarlo.
• Reconocer que la luz es una onda con longitud de onda pequeña.
• Entender porqué la luz se “curva” alrededor de un obstáculo.
Específicos
• Familiarizarse con patrones de difracción de simple y múltiples ranuras.
• Aplicar las ecuaciones de difracción para determinar el tamaño
característico de algunosobjetos comunes.
• Comprender algunas de las múltiples aplicaciones de la difracción.

Fisica III

Consideraciones preliminares

Este efecto es una característica general de los fenómenos
ondulatorios que ocurren donde una porción del frente de
onda sea sonido, onda material
o luz, es obstruido de alguna
manera.

Un cuerpo opaco colocado a medio camino
entre una pantalla y una fuente puntual
forma unasombra intrincada hecha de
regiones claras y oscuras muy diferentes
de los que uno esperaría encontrar según
los dogmas de la óptica geométrica.

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Consideraciones preliminares, cont…
El trabajo de Francesco Grimaldi en el siglo XVII
fue el primer estudio detallado que se publicó sobre esta desviación de la luz de su propagación
rectilínea, algo que él llamó “diffractio”.
Grimaldi(1618-1663) fue un matemático y físico italiano
que dio clases el colegio universitario Jesuita de la universidad de Bolonia. Entró en la Compañía de Jesús en 1632 y
fue ordenado sacerdote en 1651. Fue el primero en realizar
observaciones precisas de la difracción de la luz y acuño el
término difracción.

Posteriormente su resultados fueron utilizados para sustentar la teoría ondulatoria de luz, eIsaac Newton utilizó sus
conclusiones para llegar a una teoría más comprensiva de la
luz.

Fenómenos de difracción

Fisica III

Difracción disco opaco

Difracción por un obstáculo

Difracción puntero Laser

Difracción por una rendija

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Difracción
en una
bahía

Difracción
en una
rendija

¿Cuándo ocurrirá la Difracción?

Fisica III

Si un frente de onda se encuentra con un obstáculotransparente u opaco
ello alterará una región del frente de onda en amplitud o fase, y ocurrirá difracción.
Los segmentos del frente de onda que se propagan más allá del obstáculo interfieren para producir la distribución de densidad de energía
particular conocida como patrón de difracción.
No hay distinción física entre interferencia y difracción. Sin embargo
se vuelto común aunque no siempreapropiado, hablar de interferencia
cuando se esta considerando la superposición de solamente unas pocas
ondas y para difracción un numero infinito de ondas.
Podemos mencionar que la teoría ondulatoria, aunque la mas natural,
no es la única manera de tratar ciertos fenómenos de difracción. Por
ejemplo, la difracción por una red se puede tratar usando un método
corpuscular cuántico.

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Importanciade la difracción en los instrumentos ópticos
Para nuestros propósitos la teoría ondulatoria clásica provee el formalismo efectivo mas simple.
Se debe enfatizar que los instrumentos ópticos utilizan solo una
porción del frente de onda incidente completo, por lo tanto los
efectos de difracción tienen gran significado en el estudio detallado
de dispositivos que contienen :
lentes, diafragmas,rendijas, espejos, etc.

Si todos los defectos de un sistema de lentes fueran eliminados,
la nitidez final de la imagen estaría limitada por la difracción.

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¿ Que es un frente de onda ?
Se denomina frente de onda al lugar geométrico en que los
puntos del medio son alcanzados en un mismo instante por una
determinada onda.
El frente de onda está formado por puntos que comparten la
misma...