Difracción

A difracción é un fenómeno que ocorre cando as ondas pasan por un orificio ou contornan un obxecto cuxa dimensión é da mesma orde de magnitude que a súa lonxitude de onda.

Como este desvío na traxectoria da onda, causado pola difración, depende directamente da lonxitude de onda, este fenómeno úsase para dividir, nos seus compoñentes, ondas vidas de fontes que producen varias lonxitudes de onda.

Para a luz visíbel úsase unha rede de difracción formada por unha superficie reflectiva ou transparente na que se marcan varios sulcos, ben próximos uns dos outros (décimas ou centésimas de milímetro). Algúns exemplos destas redes e as súas propiedades poden ser o que ocorre cando se olla un tecido de trama fina contra unha lámpada distante, cando ollamos o reflexo nun CD ou cando ollamos a Lúa a través dunha nube: vemos faixas ou halos coloridos, debido á difracción da luz por pequenos obstáculos (a trama, os sulcos do CD ou as gotículas de auga na nube).

Para os Raios X úsanse cristais como rede de difracción.

Explicación teórica

O fenómeno da difracción está relacionado coas propiedades das ondas ao transportaren enerxía dun punto ao outro do espazo. Está intimamente relacionado co fenómeno da interferencia.

Como as ondas se caracterizan por unha variación periódica dunha propiedade calquera, poden interactuar entre si cando dúas ou máis ondas atravesan a mesma rexión do espazo. Pode acontecer tamén que unha onda teña a súa velocidade e/ou dirección mudadas, ao interactuar cun obxecto ou medio material interposto no seu camiño.

A difracción, como quedou dito enriba, está relacionada coa interacción dunha onda cun obstáculo, ou cando atopa un orificio a través do cal poida atravesar un obstáculo. A onda entón, ao contornar ou atravesar un obstáculo, toma diferentes camiños, diferentes traxectorias, cuxas lonxitudes totais poden variar. Por mor da variación das lonxitudes totais atravesadas, as diversas ondas oriúndas da orixinal (segundo o Principio de Huygens-Fresnel) acaban por se recombinar ao pasar por un punto dado do espazo.

Ao pasaren por ese punto do espazo, as ondas difractadas dunha mesma orixe teñen a mesma fase e por iso poden interactuar unha coa outra naquel punto. A recombinación prodúcese porque as ondas, exhibindo propiedades periódicas ao longo do espazo e ao longo do tempo combinan os seus máximos e mínimos de amplitude dunha maneira que depende do total de ondas que interactuan e das distancias totais percorridas.

O resultado diso varía entre dous extremos: nun caso, nun punto dado, un máximo de amplitude combínase cun mínimo, producindo unha anulación parcial ou total da enerxía da onda. Por outro lado, cando dous ou máis máximos ou mínimos se atopan, a enerxía observada é maior.

Nótese que a amplitude non corresponde directamente á intensidade da onda, xa que a segunda magnitude depende do cadrado da primeira. As magnitudes que se suman son as amplitudes, aínda que as enerxías totais dunha e outra onda que se interfiren sexa a suma das enerxías individuais.

Iso dáse porque, se se activar á definición estrita de onda como fenómeno periódico e na ausencia de dispersión (que é a variación da velocidade das ondas en función das súas lonxitudes de onda), unha onda pode representarse por unha función senoidal do tempo e do espazo.

Véxase tamén

Outros artigos