Difracción de la luz

DIFRACCIÓN DE LA LUZ

Alumno: Oliver Jesús Espinosa Olvera
Asesor: Dra. Amparo Rodríguez Cobos

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Índice
Introducción ----------------------------------------------------------------- 3
1. Teoría ----------------------------------------------------------------------- 4
1.1 Difracción ----------------------------------------------------------- 4
1.2 Principio de Huygens -Fresnel---------------------------------- 4
1.3 Difracción de Fraunhofer y Fresnel ---------------------------- 5
1.4 Rendija rectangular------------------------------------------------ 6
1.5 Abertura circular----------------------------------------------------7
1.6 Red de difracción--------------------------------------------------- 8
2. Experimentos-------------------------------------------------------------- 9
2.1 Patrón de difracción de una rendija rectangular ------------ 9
2.2 Difracción de campo lejano -------------------------------------- 12
2.3 Redes difractoras -------------------------------------------------- 13
3. Referencias ----------------------------------------------------------------- 14

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Introducción
En esta práctica se estudiaron los patrones de difracciónformados por la luz al incidir a diferentes
obstáculos. Se estudiaron los diferentes tipos de difracción, y se encontraron experimentalmente los
parámetros significativos de la difracción. Para lograr esto se utilizaron diversos materiales y
componentes ópticos proporcionados en el laboratorio de óptica aplicada.

Figura 1 - Efecto cuando la luz toca el borde del círculo central de un disco CD.[4]

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1. TEORÍA
1.1 DIFRACCIÓN [1].
El efecto de la difracción, es una característica general de los fenómenos ondulatorios que ocurren donde
quiera que una parte de un frente de onda ya sea sonido, onda material o luz, esté obstruida de alguna
manera. Si al encontrar un obstáculo transparente u opaco se altera la amplitud o la fase de una región
del frente de onda, esto producirádifracción. Los varios segmentos del frente de onda que se propagan
más allá del obstáculo interfieren, produciendo aquella distribución de densidad de energía particular
denominada figura de difracción.

1.2 PRINCIPIO DE HUYGENS – FRESNEL [1].
Para aproximarnos al problema, consideremos el principio de Huygens – Fresnel, que establece:

“Cada punto sin obstrucción de un frente de onda, en uninstante de tiempo determinado, sirve como
fuente de trenes de onda secundarios esféricos (de la misma frecuencia que la onda primaria). La
amplitud del campo óptico en cualquier punto más allá es la superposición de todos estos trenes de onda
(considerando sus amplitudes y fases relativas).”
Aplicando estas ideas en el nivel cualitativo más simple, nos referiremos a las fotografías del tanquede
ondas de la figura 2 y a la ilustración de la figura 3.

a)
b)
c)
Figura 2 - Difracción por una abertura con λ variable. a) λ < AB solamente directamente frente a la
abertura, las ondas secundarias interfieren constructivamente. c) λ > AB las ondas interfieren
constructivamente. [1]

Figura 3 – Difracción en una abertura pequeña. [1]
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Si cada punto despejado de la onda planaincidente actúa como fuente secundaria coherente, la máxima
diferencia en las longitudes de camino óptico entre ellas será Λmax = |AP – BP |, correspondiendo a una
fuente puntual en cada borde de la abertura. Pero Λmax, es menor o igual a AB cuando P se encuentra en
la pantalla. Cuando λ> AB (como en la figura 3), se deduce que λ> Λmax y puesto que las ondas estaban
inicialmente en fase,interfieren todas ellas constructivamente (en grado variable) donde quiera que esté
(como en la figura 2c). Por lo tanto, si la longitud de onda es mayor que la abertura, las ondas se
extenderán según ángulos grandes en la región más allá de la obstrucción. Cuanto más pequeña sea la
abertura, más circulares serán las ondas difractadas.
La situación antitética ocurre cuando λ Λmax se limita
a una...