Rejillas de difracción

Definición de difracción

Es el fenómeno del movimiento ondulatorio en el que una onda de cualquier tipo se extiende después de pasar junto al borde de un objeto sólido o atravesar una rendija estrecha, en lugar de seguir avanzando en línea recta.

REJILLAS

Principio de Huygens

La regla de Huygens dice: “cada punto de un frente de onda se considere como una nueva fuente de ondas esféricas”. Llamado principio de Huygens Cuando las ondas secundarias llegan a otro medio u objeto, cada punto del límite entre los medios se convierte en una fuente de dos conjuntos de ondas. El conjunto reflejado vuelve al primer medio, y el conjunto refractado entra en el segundo medio. Es más sencillo, y a veces suficiente, representar la propagación de la luz mediante rayos en vez de ondas. El rayo es la línea de avance, o dirección de propagación, de la energía radiante. En la óptica geométrica se prescinde de la teoría ondulatoria de la luz y se supone que la luz no se difracta. La trayectoria de los rayos a través de un sistema óptico se determina aplicando las leyes de reflexión y refracción.

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huygens

Obstrucciones opacas

La difracción puede visualizarse como resultado de la interacción de ondas electromagnéticas con alguna clase de obstrucción física. Examinando la pantalla en una escala submicroscópica, imaginemos que debido al campo eléctrico de la radiación incidente la nube electrónica de cada átomo vibre. El modelo clásico, que habla de osciladores electrónicos que vibran y vuelven a emitir con la frecuencia de la fuente sirve muy bien, así que no necesitamos preocuparnos por la descripción cuántica.La amplitud y fase de un oscilador particular dentro de la pantalla están determinadas por el campo eléctrico local que las rodea, siendo éste una superposición del campo incidente y de los campos de todos los otros electrones vibrantes. Una pantalla grande opaca sin aberturas, hecha de papel negro o de hoja de aluminio, tiene un efecto obvio: no hay campo óptico en la región situada detrás de ella. Los electrones que se hallan cerca de la superficie iluminada se ponen a oscilar con la luz incidente, emitiendo energía radiante que es finalmente reflejada hacia atrás o absorbida por el material en forma de calor o ambas cosas.

'Difracción de Fraunhofer y Fresnel'

Imaginemos que tenemoss una pantalla opaca,$\sum \,\!$,que contiene una sola abertura pequeña iluminada por ondas planas de una fuente puntual,S, muy lejana. (figura 10.4) El plano de observaciones $\sigma \,\!$ es una pantalla paralela y muy cercana a ,$\sum \,\!$. Bajo estas condiciones, se prollecta sobre la pantalla una imagen de la abertura que es claramente reconocible a pesar de unas pequeñas franjas que se ven alrededor de su periferia (fig 10.5). Este fenómeno se denomina difracción de Fresnel o de campo cercano. Si se va alejando aún más el plano de observación, se producirá un cambio continuo en las franjas. A una gran distancia de ,$\sum \,\!$ la distribución proyectada se habrá extendido considerablemente, teniendo muy poco o nada de parecido con la abertura real. De ahí en adelante, el movimiento de ,$\sigma \,\!$ cambia esencialmente sólo el tamaño de la distribución y no su forma. Consideremos una fuente puntual S y un punto de observación P, donde ambos estén muy lejos de ,$\sum \,\!$ y donde no haya lentes. (fig 10.1).'Texto en negrita'Siempre que la onda incidente y la emitida sean planas (difiriendo de ello en una pequeña fracción de la longitud de onda) en la extensión de las aberturas difractoras (u obstáculos), se obtiene la difracción de Fraunhofer.

'Varios osciladores coherentes'

La ilustración (10.7) muestra un conjunto lineal de N osciladores puntuales coherentes (o antenas emisoras), todos ellos idénticos incluso en su polarización. Todos los rayos que se muestran son casi paralelos, encontrándose en un punto P muy distante. Si la extensión espacial del conjunto es comparativamente pequeña, las amplitudes de onda individuales que lleguen a P serán esencialmente iguales, habiendo recorrido casi las mismas distancias, esto es

$E_{o}(r_{1})={E_{o}(r_{2})}={...}={E_{o}(r_{N})}={E_{o}(r)}$

La suma de los trenes de onda esféricos interferentes produce un campo eléctrico en P proporcionado por la parte real de Error al representar (función desconocida «\omegat»): {\displaystyle E={E_o(r)e^{i(kr_1-\omegat)}}+{E_o(r)e^{i(kr_2-\omegat)}}+{...}+{E_o(r)e^{i(kr_N-\omegat)}}}

$C={\frac {Q}{V}}={\frac {Q}{Vo/K}}={\frac {{K}{Q}}{Vo}}$ $m_{i}={\frac {{e}{v_{i}}}{2\pi {r_{i}}}}{\pi r_{i}^{2}}$

Teoría de las rejillas de difracción

Una rejilla de difracción es solamente una pantalla que difracta la luz por medio de una gran cantidad de rendijas paralelas y equidistantes

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