6. Interferencias y difracción

Si alguna vez te piden que indiques algunos fenómenos que sean característicos de las ondas no lo dudes, los fenómenos de interferencia y difracción (bueno, también puedes hablar de la polarización).

¿Recuerdas el fenómeno de la interferencia que se vio y hábilmente has aprendido que corresponde al tema de ondas? Bien, te voy a refrescar las ideas porque, aunque no se desea ser pesados, lo cierto es que la luz es una onda y, como tal, puede producir interferencias que, además, tienen sus peculiaridades respecto del caso más general que vimos entonces.

Para empezar una pregunta para tu consideración:

• ¿crees que es posible que dos cuerpos se encuentren en el mismo sitio y en el mismo instante? Piensa, por ejemplo, en dos bolas de billar que lanzas una al encuentro de la otra.
• ¿Y si, en vez de dos cuerpos materiales, superponemos dos ondas?

Imagen en Wikimedia Commons de Juancarcole bajo licencia CC

Obviamente, no es necesario ser estudiante de física para contestar estas cuestiones, desde luego que dos cuerpos no pueden superponerse, tienen la propiedad de la "impenetrabilidad", no como Flash que de forma extraordinaria podría atravesar paredes. Sin embargo, con la luz no ocurre lo mismo, en un mismo lugar y en el mismo instante pueden superponerse dos luces cualesquiera. El resultado será la "suma" de ambas. Además, cuando las luces que se superponen cumplen unas condiciones concretas, esta suma puede producir un resultado que se puede medir que se conoce con el nombre de interferencia.

De forma concreta y resumida, el fenómeno de la interferencia consiste en una sucesión de máximos y mínimos de intensidad luminosa que se producen en aquellas zonas en las que se superponen ondas coherentes. Ya sólo falta por decir que dos ondas son coherentes si la diferencia de fase entre ellas es constante.

DIFRACCIÓN

La difracción, básicamente, es un fenómeno de interferencia que ocurre cuando la luz atraviesa obstáculos o rendijas muy pequeñitas, del orden de su longitud de onda.

Fíjate en las imágenes, estás viendo (a la izquierda) una figura de difracción típica llamada disco de Airy que se ha producido por la difracción de una fuente de luz puntual a través de un sistema óptico de abertura circular muy pequeño.

Imagen en Wikimedia Commons de Kaimartin bajo licencia CC	Imagen en Wikimedia Commons de Yoyokits bajo licencia de dominio público

Para explicar la figura anterior, se requiere el principio de Huygens suponiendo que se han producido interferencias entre todos los puntos de la abertura alcanzados por el frente de ondas, tal como se representa en el la imagen de la derecha.

Desde luego que la figura de difracción que se observa depende muy mucho de la geometría del obstáculo o abertura que atraviese la luz, no es lo mismo la figura por un orificio circular que por una rendija, por ejemplo. La cosa es tan interesante que a veces se estudian los patrones de difracción para detectar anomalías en la fabricación de materiales.