Qué es la difracción de la luz

A diario nos encontramos con fenómenos de luz, muchos de ellos tan cotidianos que no damos mayor importancia, pero al ver de reojo una ventana cuando entra un rayo de sol, tomar una fotografía o evitar una mancha de aceite sobre el pavimento, la luz incide en diversas formas. En artículos previos hemos hablado de efectos como la reflexión o refracción, pero ahora es el turno de la difracción.

Este fenómeno se genera cuando las ondas de luz atraviesan una rendija u orificio estrecho o cuando la curvatura de la luz pasa alrededor del borde de un objeto. La cantidad de flexión que posee dependerá del tamaño de la abertura en relación con la longitud de onda de la luz. Cuando la abertura es grande, la cantidad de difracción puede ser insignificante pero en caso de poseer un tamaño superior, se puede ver fácilmente con nuestros ojos.

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Los efectos ópticos causados por la luz difractada suelen aparecer como bandas oscuras, claras o coloreadas. Su causa se debe a que las ondas de luz interactúan de manera constructiva o destructiva durante la difracción. Cuando 2 crestas o 2 valles se encuentran, se combinan para crear una cresta/valle más grande. Estos se conocen como interferencia constructiva.

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La combinación de una cresta de onda y un valle de onda significa que se cancelan entre sí y no hay desplazamiento vertical en ninguna dirección en ese punto. Esto se conoce como interferencia destructiva. Por lo general, cuando se produce una interferencia constructiva, la luz se muestra como una banda o punto brillante. Cuando se ha producido una interferencia destructiva, se produce una banda o punto oscuro.

[box] A mediados del siglo XV en Italia, el físico y astrónomo jesuita, Francesco Grimaldi (1618-1663), bautizó a este fenómeno como difracción, ya que la luz emitida por una fuente se separa una fracción interponiendo un cuerpo opaco y esto es lo que da origen a su nombre: división en fracciones. Su descubrimiento se ubica curiosamente casi al mismo tiempo de que Isaac Newton realizaba sus ensayos sobre óptica y refracción de la luz. [/box]

A diferencia del fenómeno de interferencia luminosa, en el que el número de fuentes de ondas es de 2 o 3, en el caso de la difracción, el número de fuentes secundarias esféricas es muy grande y tiende a formar un continuo de fuentes. Como ejemplo más visual, cuando la luz pasa a través de un orificio, las ondas de luz se abren al igual que ocurre con los faros de un automóvil en mitad de la noche. Esto se debe a que la rendija por donde se filtra actúa como el nuevo emisor de luz.

De entre sus aplicaciones prácticas se pueden mencionar que se usa en la detección de fallas o fracturas en superficies. A través del uso de un láser, se produce un patrón de difracción denominado speckle. Esto da información de la superficie de la cual provienen los fotones reflejados, y así se pueden detectar rupturas que de otra manera no serían visibles.

Otra función es usar los patrones de difracción presentes en fotografías de estrellas o asteroides para mejorar su resolución. La técnica consiste en recopilar gran cantidad de imágenes del mismo objeto que individualmente son de poca definición o brillo. Después se procesan y se extrae el ruido proveniente de la difracción para dar como resultado una imagen de mayor calidad.

Finalmente, también se puede apreciar en el uso de imágenes publicitarias. Cuando el haz pasa por el diafragma sirve para seleccionar la cantidad de luz que se va a utilizar en la toma y para brindar aspectos más «estilizados» a una imagen. Y aunque en ocasiones puede dar el efecto de más brillo sobre una superficie, su uso en exceso puede ser contraproducente, ya que no necesariamente el centelleo que se produce en la fotografía es lo que se espera en un escenario real.