Difraccion E Interferencia.

7. Interferencia y difracción

7. INTERFERENCIA Y DIFRACCIÓN
Fenómenos de singular importancia que distinguen las ondas de las partículas
son la interferencia y la difracción. La interferencia es la combinación por
superposición de dos ó más ondas que se encuentran en un punto del espacio. La
difracción es la desviación que sufren las ondas alrededor de los bordes y esquinas
que se producecuando una porción de un frente de ondas se ve cortado ó
interrumpido por una barrera ó obstáculo. El esquema de la onda resultante puede
calcularse considerando cada punto del frente de onda original como una fuente
puntual de acuerdo con el principio de Huygens y calculando el diagrama de
interferencia que resulta de todas estas fuentes.

7.1 Condiciones de interferencia
En el capítulo2, movimiento ondulatorio, analizamos el fenómeno de
superposición de dos ondas armónicas de igual amplitud y frecuencia pero de
diferente fase en un punto del espacio llegando a la conclusión de que la onda
resultante es una onda armónica cuya amplitud depende de la diferencia de fase
según la ecuación
1
1
ξ = (2ξ 0 cos δ ) sen( kx − ωt + δ )
2
2

[7.1]

Si la diferencia de fase es unnúmero entero de veces 2π , las ondas están en
fase y la interferencia es constructiva obteniéndose un máximo de amplitud. Si la
diferencia de fase es un número entero impar de veces π , las ondas están
desfasadas y la amplitud es un mínimo. Una causa común de diferencia de fase es
la diferencia en la longitud de camino recorrido por las dos ondas. Otra causa de
diferencia de fase es elcambio de fase en π que a veces sufre una onda cuando se
refleja en una superficie límite determinada
Siempre que se superponen dos ondas electromagnéticas, ondas luminosas,
se producen fenómenos de interacción; pero para que estos fenómenos
interferenciales sean permanentes, detectables y utilizables deben cumplirse ciertas
condiciones:
a) Las ondas que se superponen deben ser coherentes, ladiferencia de fase
entre ellas debe ser constante e independiente del tiempo. Por ejemplo 2
bocinas próximas excitadas por un generador producen interferencia dado
que responden de igual forma al amplificador. En cambio, una bombilla es
una fuente de luz incoherente dado que existen variaciones al azar en la
fase de la luz emitida. Si δ varía al azar, la intensidad resultante de la
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7.Interferencia y difracción

superposición de 2 bombillas es simplemente la suma de las intensidades
parciales. Para conseguir fuentes de luz coherentes en general se separan
dos partes de un mismo frente de ondas (división del frente de ondas) para
luego superponerlas ó se separa la amplitud de la onda incidente en
reflejada y refractada (división de amplitudes) para posteriormentesuperponerlas.
b) Las ondas deben ser monocromáticas y tener la misma longitud de onda.
Esta condición está asociada a la constancia en la diferencia de fase con
el tiempo. Dos ondas de diferente frecuencia dan lugar a diferencias de
fase que dependen del tiempo y por tanto a patrones de interferencia que
dependen del tiempo con un periodo de variación del orden de la
frecuencia de la luz y portanto no detectable

7.2 Diagrama de interferencia de dos rendijas
Este famoso experimento, ideado por Thomas Young en 1801, demostró la
naturaleza ondulatoria de la luz. Consideremos dos rendijas de anchura muy
pequeña, paralelas, separadas una
distancia d e iluminadas por una sola
fuente tal y como se muestra en la figura
7.1. Cada rendija actuará como fuente
puntual de ondas y además seránfuentes
de luz coherentes, dado que estos focos
secundarios son producidos por la onda
original, dando lugar al fenómeno de
interferencia observado en una pantalla
alejada una distancia grande L. Si está
distancia es grande, las líneas que van
desde las rendijas hasta un punto P en la
pantalla serán aproximadamente paralelas
con lo que la diferencia de camino óptico
como se observa en...