Rendija Simple de Fraunhofer

Esto es un intento de visualizar más claramente la naturaleza de la difracción por rendija simple. El fenómeno de la difracción consiste en la difusión de las ondas que han pasado a través de aberturas, cuyo ancho están en el orden de la longitud de onda de la onda. Se puede modelar la difusión de las ondas en el área de la sombra geométrica , considerando pequeños elementos del frente de onda en la rendija y tratándolos como fuentes puntuales.

Si la luz de elementos simétricos cerca de los bordes de la rendija viajan hacia la línea central de ésta como lo indican los rayos 1 y 2, llegan en fase y experimentan una interferencia constructiva. La luz de otros pares simétricos a la línea central también llegan en fase. Aunque hay un progresivo cambio en la fase a medida que se eligen pares de elementos mas cercanos a la línea central, esta posición central es sin embargo la localización mas favorable para la interferencia constructiva de la luz en toda la rendija completa y posee la mayor intensidad de la luz.

En función de los rayos 3 y 4, se puede visualizar el primer mínimo de intensidad de luz a través de una rendija simple. Se eligen el elemento junto al borde de la rendija y otro pasado justo el centro de la rendija. La condición para la intensidad de luz mínima es que estos dos elementos lleguen desfasados 180º o lo que es lo mismo media longitud de onda. Si estos dos elementos sufren una interferencia destructiva, entonces eligiendo pares adicionales de elementos espaciados identicamente conforme vamos progresando hacia abajo a través de la rendija, tendremos una interferencia destructivas de todos esos pares y por tanto un mínimo general de la intensidad de la luz.

Una de las características de la difracción de rendija simple es que para una rendija mas estrecha, tendremos un patrón de difracción mas ancho, como se ilustra abajo y que parece antiintuitivo. Una forma de visualizarlo es considerar que los rayos 3 y 4 deben alcanzar una diferencia de media longitud de onda en el recorrido de la luz y si la rendija es mas estrecha, los rayos necesitarán un mayor ángulo para conseguir esa diferencia.

Mas Ejemplos de Variación con el Ancho de la Rendija

Los patrones de difracción se tomaron con un láser de helio-neón y una rendija simple estrecha. Los anchos de rendija usados fueron del orden de 100 micrómetros, de modo que sus anchos fueron 100 veces la longitud de onda del láser o más. Un ancho de rendija igual a la longitud de onda de la luz láser, llevaría el primer mínimo a 90º, de modo que no se podría observar. La relación entre el ancho de la rendija y el mínimo y máximo de difracción se puede explorar en el cálculo para rendija simple.

Geometría de Fraunhofer
Intensidad para Rendija Simple
Interferencia en la Rendija Doble
Comparación con la Doble Rendija
Examinar Aproximación
Variación con el Ancho de la Rendija
Índice

Conceptos de Difracción

Difracción de Fraunhofer
 
HyperPhysics*****Luz y VisiónM Olmo R Nave
Atrás