Difracción, formación de imágenes

La difracción es el fenómeno que se observa cuando la luz, al pasar por el extremo de una superficie se “quiebra” desviándose de la trayectoria sin seguir su propagación en línea recta. En el microscopio óptico, cuando la luz de la lámpara pasa a través del condensador y de la muestra (suponiendo que la muestra es un absorbente de luz).

Dirección de propagaciónParte de la luz pasa alrededor y a través de la muestra no perturbada en su camino; dicha luz se denomina luz directa o luz no desviada. La luz de fondo (luz envolvente) que pasa alrededor de la muestra, es luz no desviada. La luz difractada representa la longitud de onda, o 180º y medio fuera de fase con la luz directa y no difractada que ha recorrido. 

La media longitud de onda fuera de fase causada por el espécimen, permite que la luz para causar interferencia destructiva con la luz directa, cuando ambas llegan al plano de imagen intermedio en el diafragma del ocular. La lente del ocular aumenta más esta imagen que posteriormente se proyecta sobre la retina, una cámara fotográfica o de video.

Difracción deviaciónLo que sucede, es que la luz difractada por el objetivo es proyectada y se dispersa igualmente a través de todo el plano de la imagen en el diafragma del ocular. La luz difractada por la muestra se centra en varias zonas en el mismo plano de la imagen, como se ilustra en la figura A. 

La luz difractada no provoca interferencia destructiva, y la intensidad resultante se reduce cerca de las zonas más oscuras. Estos patrones de luz y oscuridad son lo que reconocemos como la imagen de muestra, debido a que los ojos son sensibles a las variaciones del brillo, la imagen se convierte en una reconstrucción más o menos fiel a la muestra original.

Para ayudar a entender los principios básicos, se sugiere intentar el siguiente ejercicio, por ejemplo, un micrómetro de platina o de rejilla similar de líneas oscuras muy próximas entre sí. Colocar la rejilla delicadamente sobre la platina del microscopio y póngalo en primer enfoque utilizando 10x y el objetivo de 40x; retire el ocular y en su lugar, inserte un telescopio fase para que pueda centrarse en el plano focal posterior del objetivo.

LÍNEA DE PATRONES DE DIFRACCIÓN

Si cierra la mayor parte del diafragma del condensador, verá un punto brillante blanco central de luz que corresponde a la imagen de apertura del diafragma. A la derecha y a la izquierda del punto central, verá una serie de espectros, cada uno de color azul en la parte más cercana al punto central y de color rojo en la parte más lejana que va desde el punto brillante central; la intensidad de estos espectros de color disminuye en función con la lejanía del espectro desde el punto central.

Línea de patrones_difracciónLos espectros más próximos a la periferia del objetivo son más tenues que los del punto central. Utilizando tres diferentes aumentos. En la figura B, el patrón de difracción en el plano focal posterior de un objetivo de 10x muestra dos espectros de difracción. Si se retira la rejilla, como se ilustra en la figura A, estos espectros desaparecen y sólo la imagen central de apertura de la membrana permanece. Si se vuelve a colocar la rejilla, volverán a aparecer los espectros; hay que tener en cuenta que los espacios entre los espectros de colores se ven oscuros. 

Si se examina la rejilla con el objetivo de 10x, se apreciará que sólo se pueden ver dos espectros, uno a la izquierda del punto central, y otro a la derecha. Si se examina la retícula de líneas con un objetivo 60x, como se muestra en la figura D, suponiendo que tenga una apertura numérica más alta de 40x, se observarán más espectros a la derecha y a la izquierda de los que se veían con el objetivo de 40x figura C

patrón de difracción máximo principal.

Patrón de difracción en la zona central intensamente iluminado, denominado máximo principal

Los colores de los espectros desaparecen cuando se retira la rejilla, se supone que es la muestra que está afectando a la luz que pasa a través, produciendo el espectro de color. Igualmente, si se cierra la apertura del diafragma; hay que tener en cuenta que los objetivos de mayor apertura numérica se observan más espectros de color que los objetivos de baja apertura numérica. 

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