¿Qué es la difracción de Fraunhofer?
* Difracción es la flexión de las olas a medida que pasan los obstáculos o las aberturas.
* Difracción de Fraunhofer es un tipo específico de difracción donde la fuente de luz y la pantalla de observación están muy lejos del objeto difractante (la sola hendidura en este caso). Esto significa que las ondas de luz son esencialmente paralelas a medida que pasan por la hendidura.
Configuración de hendidura única
Imagine una sola hendidura estrecha iluminada por un haz paralelo de luz monocromática (luz de un solo color, como un láser).
Cómo funciona
1. Principio de Huygens: Cada punto en el frente de onda que pasa a través de la hendidura actúa como una fuente secundaria de ondas esféricas. Estas wavelets se extienden en todas las direcciones.
2. Interferencia: A medida que estas wavelets se propagan, interfieren entre sí. En ciertos puntos de la pantalla, las ondas llegan a la fase (las crestas cumplen con las crestas) que resulta en interferencia constructiva (puntos brillantes). En otros puntos, las olas llegan fuera de fase (las crestas se encuentran con canales) que conducen a una interferencia destructiva (manchas oscuras).
El patrón de difracción
El resultado en la pantalla es una serie de bandas brillantes y oscuras llamadas franjas por interferencia.
* Máximo central: La banda más brillante está en el centro, directamente opuesta a la ranura. Es más ancho que las otras bandas brillantes.
* mínimos oscuros: Las bandas oscuras ocurren donde las olas de diferentes partes de la hendidura interfieren destructivamente.
* Maxima secundaria: Las bandas menos brillantes (máximos secundarios) aparecen entre los mínimos oscuros. Estos son menos intensos que el máximo central.
Factores que afectan el patrón
* ancho de hendidura: Una hendidura más estrecha produce un patrón de difracción más amplio.
* Longitud de onda de luz: Las longitudes de onda más cortas (luz azul) crean franjas más espaciadas. Las longitudes de onda más largas (luz roja) crean un espacio más amplio.
ecuaciones clave
* Posición de mínimos oscuros: Las posiciones de los mínimos oscuros están dadas por:*sin θ =mλ/a *, donde:
* θ es el ángulo desde el centro del patrón hasta el mínimo mínimo oscuro.
* λ es la longitud de onda de la luz.
* A es el ancho de la ranura.
* M es un entero (1, 2, 3, ...) que representa el orden del mínimo oscuro.
Aplicaciones
* Comprender la naturaleza de la luz de la luz: La difracción de Fraunhofer demuestra la naturaleza de las ondas de la luz y proporciona evidencia del principio de Huygens.
* Espectroscopía: Las rejillas de difracción (hendiduras múltiples) se utilizan en espectroscopía para separar la luz en sus longitudes de onda de componentes.
* Instrumentos ópticos: Los efectos de difracción se consideran en el diseño de telescopios, microscopios y otros instrumentos ópticos.
en resumen
La difracción de Fraunhofer a través de una sola hendidura crea un patrón característico de franjas brillantes y oscuras. Este patrón es un resultado directo de la naturaleza de la luz de la luz y está influenciado por el ancho de hendidura y la longitud de onda de la luz. Es un concepto fundamental en óptica con aplicaciones en diversos campos científicos y tecnológicos.
