La difracción se refiere a varios fenómenos que ocurren cuando una ola encuentra un obstáculo o una abertura. Se define como la curvatura de las ondas alrededor de las esquinas de un obstáculo oa través de una abertura en la región de sombra geométrica del obstáculo / abertura. El objeto o apertura difractante se convierte efectivamente en una fuente secundaria de la onda que se propaga . El científico italiano Francesco Maria Grimaldi acuñó la palabra difracción y fue el primero en registrar observaciones precisas del fenómeno en 1660. [1] [2]
En física clásica , el fenómeno de difracción se describe mediante el principio de Huygens-Fresnel que trata cada punto en un frente de onda que se propaga como una colección de ondas esféricas individuales . [3] El patrón de flexión característico es más pronunciado cuando una onda de una fuente coherente (como un láser) encuentra una rendija / apertura que es comparable en tamaño a su longitud de onda , como se muestra en la imagen insertada. Esto se debe a la adición, o interferencia , de diferentes puntos en el frente de onda (o, de manera equivalente, cada ondícula) que viajan por caminos de diferentes longitudes hasta la superficie de registro. Si hay varios,Aberturas estrechamente espaciadas (por ejemplo, una rejilla de difracción ), puede resultar un patrón complejo de intensidad variable.
Estos efectos también ocurren cuando una onda de luz viaja a través de un medio con un índice de refracción variable , o cuando una onda de sonido viaja a través de un medio con impedancia acústica variable : todas las ondas se difractan, incluidas las ondas gravitacionales [ cita requerida ] , las ondas de agua y otras electromagnéticas ondas como rayos X y ondas de radio . Además, la mecánica cuántica también demuestra que la materia posee propiedades ondulatorias y , por lo tanto, se somete a difracción (que se puede medir a niveles subatómicos y moleculares). [4]
Los efectos de la difracción de la luz fueron primero observados y caracterizados cuidadosamente por Francesco Maria Grimaldi , quien también acuñó el término difracción , del latín diffringere , 'romperse en pedazos', refiriéndose a la ruptura de la luz en diferentes direcciones. Los resultados de las observaciones de Grimaldi se publicaron póstumamente en 1665. [5] [6] [7] Isaac Newton estudió estos efectos y los atribuyó a la inflexión de los rayos de luz. James Gregory (1638-1675) observó los patrones de difracción causados por una pluma de pájaro, que fue efectivamente la primera red de difracción que se descubrió. [8] Thomas Youngrealizó un célebre experimento en 1803 que demuestra la interferencia de dos rendijas poco espaciadas. [9] Al explicar sus resultados por la interferencia de las ondas que emanan de las dos rendijas diferentes, dedujo que la luz debe propagarse como ondas. Augustin-Jean Fresnel hizo estudios y cálculos más definitivos de difracción, que se hicieron públicos en 1816 [10] y 1818, [11] y, por lo tanto, brindó un gran apoyo a la teoría ondulatoria de la luz que había sido propuesta por Christiaan Huygens [12] y revitalizada por Young, contra la teoría de partículas de Newton.
En la física clásica, la difracción surge debido a la forma en que se propagan las ondas; esto se describe mediante el principio de Huygens-Fresnel y el principio de superposición de ondas . La propagación de una onda se puede visualizar considerando cada partícula del medio transmitido en un frente de onda como una fuente puntual para una onda esférica secundaria.. El desplazamiento de la onda en cualquier punto posterior es la suma de estas ondas secundarias. Cuando se suman ondas, su suma está determinada por las fases relativas, así como por las amplitudes de las ondas individuales, de modo que la amplitud sumada de las ondas puede tener cualquier valor entre cero y la suma de las amplitudes individuales. Por tanto, los patrones de difracción suelen tener una serie de máximos y mínimos.
