Interferencias, Difracción y Polarización

INTERFERENCIAS

Tienen lugar cuando se encuentran dos ondas luminosas idénticas en fase, cuando los picos de las ondas coinciden, o en posición; el pico de una onda coincide con el valle de la otra.

El principio de superposición de ondas nos permite explicar el fenómeno de la interferencia. Si juntamos en el mismo lugar dos ondas con la misma longitud de onda y amplitud, si están en fase (las crestas de las ondas coinciden) formarán una interferencia constructiva y la intensidad de la onda resultante será máxima e igual a dos veces la amplitud de las ondas que la conforman.

Interferencias

Si las ondas están desfasadas, habrá un punto donde el desfase sea máximo (la cresta de la onda coincida exactamente con un valle) formándose una interferencia destructiva, anulándose la onda. El experimento de Young, con sus rendijas, nos permite obtener dos focos de luz de la misma longitud de onda y amplitud, creando un patrón de interferencias sobre una pantalla.

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Las ondas cambian su dirección de propagación al cruzar por un orificio estrecho o al pasar por una abertura estrecha. Según el principio de Fresnel y Huygens, cada punto
de un frente de ondas es un emisor de un nuevo frente de ondas que se propagan en todas las direcciones. 

interferencia

La suma de todos los nuevos frentes de ondas hace que la perturbación se siga propagando en la dirección original. Sin embargo, si por medio de una rendija o de un obstáculo puntiagudo, se separa uno o unos pocos de los nuevos emisores de ondas, predominará la nueva dirección de propagación frente a la original.

DIFRACCIÓN

La difracción sucede cuando las ondas de la luz se difunden alrededor de un objeto. La luz blanca que emana de un pequeño orificio o rendija estrecha, practicado en un objeto y se recoge el haz de luz sobre una pantalla puede mostrar bordes coloreados por este fenómeno.

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Gracias a los experimentos de los físicos, Thomas Young y Auguste Fresnel lograron explicar los fenómenos de interferencia y difracción de la luz. Consiguieron hacer comprender la naturaleza ondulatoria de la luz, lo que revolucionó la investigación científica de los siglos XVIII y XIX.

Difracción

Observaron que cuando la luz pasa a través de una abertura (rendija u orificio) u obstáculo de tamaño comparable a las dimensiones de la longitud de onda, los haces de luz no sólo se ensanchan más allá de la sombra geométrica del obstáculo; también surge una serie de bandas claras y oscuras alternadas en torno a ella; este fenómeno es característico de las ondas y recibe el nombre de difracción.

POLARIZACIÓN

Las ondas electromagnéticas de la luz vibran en muchas direcciones. Normalmente, todas las ondas alcanzan el ojo. Un filtro polarizador colocado en una lente hace que las ondas vibren solo en una dirección a través de la lente para llegar al ojo; cualquier otro tipo de ondas luminosas es absorbida por el filtro.

Polarización de la luz1

La luz que vemos no es polarizada, debido a que los fotones se emiten de forma aleatoria; sin embargo, la luz polarizada está formada por fotones individuales cuyos vectores de campo eléctrico están todos alineados en la misma dirección. La luz láser, si es polarizada, porque sus fotones se emiten coherentemente.

Cuando la luz atraviesa un filtro polarizador, el campo eléctrico interactúa más intensamente con las moléculas orientadas en una determinada dirección. Esto hace que el haz incidente se divida en dos haces con vectores eléctricos perpendiculares entre sí. Un filtro horizontal absorbe los fotones con vector eléctrico vertical; un segundo filtro girado a 90° respecto al primero, absorbe el resto de los fotones; si el ángulo es diferente sólo se absorbe una parte de la luz.

luz-polarizador

Si la luz incidente no es polarizada, el polarizante absorbe aproximadamente la mitad de la luz; los reflejos de grandes superficies planas, como un lago, carretera mojada o vidrios de escaparates, están compuestos por luz parcialmente polarizada, y un filtro polarizador con la orientación adecuada puede absorber más de la mitad de los reflejos.

En la imagen izquierda el filtro hace que las ondas de la luz se desplacen en una dirección única. En la derecha el filtro bloquea el paso de estas ondas.

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