Mancha de Arago
En óptica , la mancha de Arago , la mancha de Poisson , [1] [2] o la mancha de Fresnel [3] es un punto brillante que aparece en el centro de la sombra de un objeto circular debido a la difracción de Fresnel . [4] [5] [6] [7] Este punto jugó un papel importante en el descubrimiento de la naturaleza ondulatoria de la luz y es una forma común de demostrar que la luz se comporta como una onda (por ejemplo, en ejercicios de laboratorio de física de pregrado) .
La configuración experimental básica requiere una fuente puntual, como un agujero de alfiler iluminado o un rayo láser divergente . Las dimensiones de la instalación deben cumplir con los requisitos de difracción de Fresnel . Es decir, el número de Fresnel debe satisfacer
Estas condiciones juntas explican por qué no se encuentra el punto brillante en la vida cotidiana. Sin embargo, con las fuentes láser disponibles en la actualidad, no es complicado realizar un experimento de punto Arago. [8]
En astronomía , la mancha de Arago también se puede observar en la imagen fuertemente desenfocada de una estrella en un telescopio newtoniano . Allí, la estrella proporciona una fuente puntual casi ideal en el infinito, y el espejo secundario del telescopio constituye el obstáculo circular.
Cuando la luz incide sobre el obstáculo circular, el principio de Huygens dice que cada punto en el plano del obstáculo actúa como una nueva fuente puntual de luz. La luz que proviene de puntos en la circunferencia del obstáculo y se dirige al centro de la sombra recorre exactamente la misma distancia, por lo que toda la luz que pasa cerca del objeto llega a la pantalla en fase e interfiere constructivamente . Esto da como resultado un punto brillante en el centro de la sombra, donde la óptica geométrica y las teorías de partículas de la luz predicen que no debería haber luz en absoluto.
A principios del siglo XIX, ganó fuerza la idea de que la luz no se propaga simplemente a lo largo de líneas rectas. Thomas Young publicó su experimento de doble rendija en 1807. [9] El experimento original de la mancha de Arago se llevó a cabo una década más tarde y fue el experimento decisivo sobre la cuestión de si la luz es una partícula o una onda. Es, pues, un ejemplo de experimentum crucis .
