1-Unidad temáticaDifracción de la luz y rejillas. A4. Cuestionario.[actualizado: 2015,1]

Documento preparado por Londoño, E.J.

 

1. ¿En qué consiste el fenómeno de difracción de la luz?

Rta. Difracción de la luz es el fenómeno ondulatorio que se presenta cuando la luz interactúa con objetos cuyas dimensiones son comparables con su longitud de onda (400 nm < λluz < 800 nm).

2. ¿Qué condiciones debe cumplir una fuente de luz para que produzca un patrón de difracción observable?

Rta. La luz produce un patrón de difracción observable cuando ésta interactúa con objetos que poseen dimensiones comparables con su longitud de onda

3. ¿Cuáles son las fórmulas que definen la posición de los máximos y mínimos en un patrón de difracción y qué significa cada término?

Rta. Vea en el tema Retroalimentación/Actividad 4. Figura 1

Ѳ1

Difracción de Fraunhofer por una rendija rectangular En la práctica lo que se observa en la pantalla es una zona muy brillante central acompañada de una serie de zonas oscuras y brillantes (las brillantes presentan intensidad menos cada vez., alternadamente alrededor de dicho máximo. (Figura 1.)

La condición para que haya interferencia destructiva en la pantalla (donde se proyecta el fenómeno) es la siguiente relación:

b*sen Ѳ = m*λ; para m = 1, 2, 3,.... (ecuación 1)

Donde:

b es el ancho de la rendija, Ѳ es la separación angular entre el centro del máximo central y el centro de los mínimos observados, m es el orden del patrón de difracción para mínimos de intensidad y Ѳ es la longitud de onda de la luz incidente

2 Difracción de Fraunhofer por una rendija doble

El patrón de difracción por dos rendijas paralelas iguales, resulta de la interferencia de los dos patrones de difracción provenientes de cada una de las rendijas. Lo que se observa en la pantalla es un patrón de interferencia de Young producido por dos rendijas rectangulares modulado por un patrón de difracción de Fraunhofer por una rendija rectangular. En este caso los máximos de interferencia están dados por la siguiente expresión:

dsenѲ = m*λ; donde m = 1, 2, 3 (ecuación 2)

Donde:

d es la distancia entre las dos rendijas, Ѳ es la separación angular entre el máximo de interferencia central y los máximos secundarios, m es el orden del patrón de difracción para los bf máximos de interferencia y λ la longitud de onda de la luz.

4. ¿Cuál es la diferencia entre la difracción de Fresnel y la difracción de Fraunhofer? ¿Están fundamentadas en principios físicos diferentes? Explique

Rta. En la difracción de Fraunhofer se supone que en el objeto inciden y emergen ondas planas. Entre el objeto y la pantalla sobre la cual se observa el patrón, hay una distancia grande comparada con las dimensiones del objeto. En la difracción de Fresnel hay una distancia finita entre la fuente puntual de las ondas incidentes y el punto de observación desde el cual se las ve, o ambos, están a una distancia finita del objeto.

5. Represente gráficamente la distribución de intensidad producida por una red de difracción sobre un plano normal a la luz incidente y paralelo a la red.

Rta. Distribución de intensidad producida por una red de difracción sobre un plano normal a la luz incidente y paralelo a la red. (Vea en el tema Retroalimentación/Actividad 4. Figura 5)

6. Representación gráfica de la difracción de Fraunhofer por una rendija circular

Rta. Difracción de Fraunhofer por una rendija circular. (Vea en el tema Retroalimentación/Actividad 4. Figura 4)

7. Diagrama de difracción de Fraunhofer debido a una rendija paralela angosta y larga

Rta. Diagrama de difracción de Fraunhofer producido por una rendija angosta y larga (Vea en el tema Retroalimentación/Actividad 4. Figura 2)

8. Diagrama de difracción de Fraunhofer debido a dos rendijas paralelas angostas y largas

Rta. Diagrama de difracción de Fraunhofer debido a dos rendijas paralelas angostas y largas (Vea en el tema Retroalimentación/Actividad 4. Figura 3)

9. Diagrama de difracción de Fraunhofer debido a un agujero circular (Vea en el tema Retroalimentación/actividad 4. Figura 4)

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