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INTERFERENCIA Y DIFRACCION DE LA LUZ

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Gabriel Tobar

on 31 May 2016

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INTERFERENCIA Y DIFRACCIÓN DE LA LUZ
Introducción
La disciplina científica que estudia el comportamiento físico de la luz se conoce como óptica y dentro de la óptica se pueden diferenciar dos ramas: la óptica geométrica y la óptica ondulatoria.
Experimento de Young
INTERFERENCIA
La interferencia es un fenómeno relativo a todas las ondas, no solo a las ondas electromagnéticas como la luz, las ondas mecánicas también interfieren, de modo que es una situación general inherente a la naturaleza ondulatoria.
El primero en observar la interferencia de la luz fue el inglés Thomas Young en los primeros años del siglo XIX.
La primera rendija sirve como fuente de ondas luminosas, y debido a que la ranura es muy estrecha (comparable con la longitud de onda) solo podrán atravesarla los frentes de onda individuales uno detrás del otro, los que se expanden después de atravesar la rendija en forma de secciones cilíndricas. Estos frentes de onda cilíndricos cuando cruzan las dos rendijas siguientes equidistantes producen un par de nuevos frentes de onda que necesariamente están en fase ya que ambos provienen del mismo frente de onda original.
Los tres aspectos del comportamiento de la luz que no pueden ser explicados satisfactoriamente con el uso de rayos luminosos y su geometría son : la interferencia, la difracción y la polarización.
Cuando dos o más ondas armónicas se superponen, lo mismo sean ondas en la superficie del agua, ondas sonoras en el aire u ondas luminosas, ellas interfieren. La interferencia de las ondas luminosas se basa en que los campos eléctrico y magnético de ambas ondas son magnitudes vectoriales y por lo tanto se pueden sumar. La onda electromagnética resultante es una onda con nuevos valores de los dos campos.

Con este dispositivo, Thomas Young logró crear dos haces luminosos coherentes partiendo de la luz incoherente de la fuente de iluminación y observar con él la interferencia de la luz
DIFRACCIÓN DE LA LUZ
La difracción y la interferencia son dos cuestiones muy vinculadas, de modo que puede decirse que la difracción es una manifestación del fenómeno de la interferencia y este término se usa con frecuencia de forma alternativa al término interferencia, no obstante, la palabra difracción normalmente está más vinculada al fenómeno de la desviación de la propagación en linea recta de los frentes de onda.
Para la luz, las fuentes coherentes no se tienen en la mayoría de las situaciones, y la longitud de onda es demasiado pequeña en comparación a los objetos que nos rodean
Principio de Hyugens
Fraunhofer
Tratemos ahora la naturaleza de la difracción de Fraunhofer que se produce en una sola rendija.
Redes De Difracción
Las redes de difracción se pueden lograr usando diferentes métodos, no solo cortando agujeros en un cuerpo opaco como en el experimento de la doble rendija, todo lo que se necesita es un arreglo de obstáculos que sirvan como fuentes puntuales de generación de ondas secundarias esféricas.
Formulas y aplicaciones
Difracción de la luz e interferencia
En el espectro electromagnético los rayos X tienen longitudes de onda similares a las distancias interatómicas en la materia. Es posible por lo tanto utilizar la difracción de rayos X como un método para explorar la naturaleza de los cristales y otros materiales con estructura periódica. Esta técnica se utilizó para intentar descubrir la estructura del ADN, y fue una de las pruebas experimentales de su estructura de doble hélice propuesta por James Watson y Francis Crick en 1953. La difracción producida por una estructura cristalina verifica la ley de Bragg.

Debido a la dualidad onda-corpúsculo característica de la mecánica cuántica es posible observar la difracción de partículas como neutrones o electrones. En los inicios de la mecánica cuántica este fue uno de los argumentos más claros a favor de la descripción ondulatoria que realiza la mecánica cuántica de las partículas subatómicas.
Formulas
sen O = 3O/a
(a/2) sen O = O/2
OL = d sen O
AL = d sen O= (n + ½) D
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