Física para tod@s

La difracción es la desviación que sufren las ondas alrededor de bordes y obstáculos que se produce cuando una porción de un frente de ondas se ve cortado o interrumpido por una barrera u obstáculo. Éste puede ser una pantalla con una pequeña abertura o una ranura que sólo permite el paso de una pequeña fracción del frente de onda incidente o bien un pequeño objeto como un cable o un disco que bloquea el paso de una pequeña parte del frente de onda incidente. El tema comienza con el estudio del principio de Huygens-Fresnel, modificado por Kirchhoff, que permite obtener la perturbación en un punto P en un instante t si se conoce la perturbación en cada elemento de superficie dS sobre una superficie S y se supone que los elementos de superficie actúan como fuentes de ondas secundarias. De este modo, el movimiento ondulatorio en cualquier punto se obtiene a partir de la superposición de los movimientos ondulatorios debidos a estas fuentes secundarias. Tras una breve discusión sobre la difracción de Fresnel y la difracción de Fraunhofer, se analizan diversos ejemplos de esta última: abertura rectangular, rendija, abertura circular y doble rendija. Este último ejemplo permite analizar el experimento de Young de la doble rendija esde el punto de vista de las ecuaciones de la difracción de Fraunhofer. A continuación se estudia con cierto detalle la red de difracción, de gran importancia práctica al ser un elemento básico de los espectroscopios.El tema finaliza con el estudio del poder de resolución y el criterio de Rayleigh para una rendija y una abertura circular.

La interferencia es la combinación por superposición de dos o más ondas que se encuentran en un punto del espacio. La interferencia se da, por ejemplo, en la región del espacio en la que las ondas reflejadas e incidentes coinciden, siendo éste uno de los métodos más comunes para producir interferencias. El tema comienza con el estudio de las interferencias producidas por dos fuentes sincronizadas y, en particular, el análisis detallado del experimento de Young de la doble rendija lo que permitirá introducir conceptos tales como los de interferencias constructiva y destructiva, coherencia, franjas de interferencia, diagrama interferencial, interfranja, etc. Otros dispositivos interferenciales como el biprisma de Fresnel, los espejos de Fresnel o el espejo de Lloyd también pueden analizarse de forma análoga al de la doble rendija de Young, pero teniendo en cuenta que las ondas reflejadas en los espejos sufren un cambio de fase de π en la reflexión. Tras estos ejemplos se analizan otros como las interferencias por reflexión o refracción en una película delgada o los anillos de Newton. El tema finaliza con un breve estudio de los interferómetros, en particular los de Michelson y Mach-Zehnder.