Definición de difracción

La etimología de difracción nos remite a diffractus, un término que puede traducirse como “roto”. Este concepto se emplea en el ámbito de la física para nombrar al desvío de una onda cuando atraviesa una abertura o impacta contra el borde de un elemento opaco.

Difracción

La difracción es un fenómeno que involucra a todas las ondas: electromagnéticas, de radio, sonoras, etc, y es posible predecir su desarrollo haciendo uso de distintas aproximaciones matemáticas. Cuando la onda traspasa una grieta o se topa con un obstáculo, se desvía.

Existe un método de análisis denominado principio de Huygens, que nos permite entender la difracción como un frente de onda que se advierte como una serie de emisores capaces de redireccionar la onda cuando ésta oscila y de esta manera promueven que se propague. Si bien las ondas que producen los osciladores son esféricas, su interferencia provoca una onda plana que se mueve en la misma dirección que la inicial.

La difracción del campo cercano, también conocida como de Fresnel (por Augustin-Jean Fresnel, un físico francés nacido en 1788 y fallecido en 1827), es un patrón de difracción de aquellas ondas electromagnéticas que se obtienen en las proximidades del elemento que causa el fenómeno mismo, el cual suele ser una apertura o una fuente.

En el campo de la óptica, la rama de la física que se dedica a estudiar las propiedades y el comportamiento de la luz, se conoce con el nombre de apertura a una perforación o agujero por medio del que pasa la luz. Dicho en términos más específicos, se trata del factor determinante del ángulo que tendrá el cono del haz de rayos que se enfocará en el plano.

Otro de los conceptos que resultan claves para comprender y calcular la difracción del campo cercano es el número de Fresnel, otro de los aportes del respetado físico francés. Se trata de un número que no se define por unidades físicas (o sea, un número adimensional o puro), usado en el ámbito de la óptica y definido por medio de la siguiente ecuación: Apertura al cuadrado / Distancia entre la apertura y la pantalla x Longitud de onda.

La del campo lejano o de Fraunhofer, en cambio, se orienta a una onda cuya fuente y su pantalla se hallan muy lejos del obstáculo que provoca la difracción, de manera que sobre estos dos inciden ondas planas (también denominadas monodimensionales, son constantes y sus frentes de onda son paralelos y normales a la velocidad de fase).

DifracciónEs correcto decir que la difracción del campo lejano es un caso particular de la anterior. Su análisis es más fácil, ya que la distancia entre la apertura y la pantalla es considerable y es posible estudiar los rayos de forma paralela, algo que no ocurre con la difracción del campo cercano.

Gracias al uso del número de Fresnel es posible saber ante cuál de los dos tipos de difracción nos encontramos: cuando su valor es muy inferior a la unidad, el fenómeno presente es la difracción del campo lejano, y viceversa.

El fenómeno de la difracción se aplica en distintos tipos de estudios e investigaciones. La llamada cristalografía de los rayos X se basa en la difracción para analizar materiales con estructura periódica, como los cristales. Esta técnica resultó muy importante en el estudio de la estructura del ADN, por ejemplo.

En este caso, los rayos X experimentan la difracción debido a los electrones que se encuentran rodeando los átomos del cristal. El haz que emerge de este encuentro alberga datos sobre los tipos de átomos y las posiciones de los mismos. Esta información es observada y medida a través de distintos detectores.

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Referencias

Autores: Julián Pérez Porto y Ana Gardey. Publicado: 2017. Actualizado: 2018.
Definicion.de: Definición de difracción (https://definicion.de/difraccion/)

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