3.3 Difracción

¿Te has preguntado alguna vez por qué se puede oír a una persona que está a la vuelta de una esquina mucho antes de que podamos verla? Parece que el sonido puede viajar alrededor de esquinas y la luz no puede. ¿Cuál es la razón de esto?

La clave para entender la difracción es comprender cómo el tamaño relativo del objeto y la longitud de onda afectan a lo que sucede.

En la siguiente animación puedes ver que con una barrera grande una buena parte de las ondas se reflejan y vuelven hacia la fuente, aunque hay algo de difracción en torno a la barrera, esto todavía deja una "zona de sombra" detrás de ella. 

Grabación de Animación de Jesús Peñas bajo licencia creative Commons

Sin embargo, con la barrera pequeña (de la misma longitud que la longitud de onda) la difracción es muy eficaz y casi no hay ninguna zona de sombra detrás de ella.

Podemos concluir que la difracción se produce cuando la longitud de onda es de un orden parecido a las dimensiones del obstáculo y si tienes en cuenta que la longitud de onda de la luz visible oscila entre los 400 y 700 nm (1 nm = 10-9 m) mientras que la del sonido oscila aproximadamente entre 2 cm y 17 m, puedes tener una primera explicación de porqué oímos un ruido producido a la vuelta de una esquina y no podemos ver lo que hay al otro lado.

 

AV - Pregunta Verdadero-Falso

Pregunta 1

El fenómeno de la difracción depende tanto de la longitud de onda como del tamaño del objeto.

Sugerencia

La difracción también se produce cuando una onda pasa a través de una rendija. Igual que en el caso anterior la difracción óptima se produce cuando la rendija tiene una anchura similar a la longitud de onda.

¿Qué ocurre si hay dos o más rendijas? En este caso vamos a terminar teniendo dos o más ondas de difracción y, como debemos esperar, se producirá una interferencia entre ellas.

Grabación de Animación de Jesús Peñas bajo licencia creative Commons

En la simulación se representa el experimento realizado por Young para estudiar la difracción en dos rendijas y las interferencias posteriores en las ondas difractadas. ¿Existe un patrón? ¿Es la amplitud más grande en algunos lugares que en otros?

Puedes observar que por detrás de las rendijas, las ondas interfieren entre sí tal como hemos visto antes sobre la interferencia de dos ondas. Habrá lugares donde las ondas están en fase y se produce una interferencia constructiva y otros lugares donde las ondas están desfasadas e interfieren destructivamente.

En un ejemplo de audio, las dos rendijas podrían reemplazarse con dos altavoces, y los máximos y mínimos en la superposición de las ondas se corresponderían con sonidos nítidos y silencio (o sonidos más tenues) respectivamente.

Si el experimento se lleva a cabo utilizando las ondas de luz, se obtienen lugares brillantes que corresponden a las zonas de interferencia constructiva y lugares oscuros para la interferencia destructiva.