DIFRACCIÓN
Una propiedad interesante de las ondas es que cuando encuentran un obstáculo, doblan alrededor de el, como cuando el sonido "bordea" obstáculos. A este fenómeno de le llama difracción. En la figura se ilustra un caso de difracción de ondas, en el cual un frente de onda llega a una abertura y al pasar se producen frentes de ondas circulares. Este hecho marca una diferencia significativa entre las ondas y las partículas. Si un haz de partículas incide en una pantalla en la cual se ha practicado una pequeña abertura, la mayor parte del haz colisiona con la pantalla y solo un número muy pequeño de ellas pasa al otro lado. Si la experiencia se realiza con ondas encontramos que al otro lado de la pantalla han pasado ondas de las mismas características de las ondas incidentes. Es decir que se ha producido difracción a través de la abertura.
El principio de Huygens nos proporciona una explicación geométrica de este comportamiento del movimiento ondulatorio. En efecto, admitiendo que la abertura es muy pequeña, en primera aproximación, esta abertura es una fuente secundaria de ondas, las ondas pasan al otro lado de la pantalla, según se observa en la figura son las ondas producidas por dicha fuente secundaria.
Considera que se hace incidir, en una abertura, frentes de onda planos de longitud de onda \(\lambda\). Cuando el ancho de la abertura es grande comparado con la longitud de onda, los frentes de onda al otro lado de la abertura siguen siendo aproximadamente planos en la región relativamente alejada de los bordes de la abertura. Cerca de los bordes cada frente de onda se ve ligeramente deformado. Si se reduce el tamaño de la abertura, la región a través de la cual pasan frentes de onda planos se reduce. Cuanto mas se reduce el tamaño de la abertura, hasta que esta sea menor o igual que la longitud de onda, los frente de onda que la atraviesan se aproximan cada vez mas a frentes de ondas circulares.
El efecto de difracción de las ondas es mas notorio, cuanto menor sea el tamaño de la abertura con respecto a la longitud de onda. Si la longitud de onda es mucho menor que las dimensiones de la abertura prácticamente no se observa difracción.
Como la longitud de onda de los sonidos perceptibles por el oído humano es aproximadamente de algunos metros y con frecuencia este tamaño es grande comparado con el tamaño de los obstáculos que el sonido encuentra a su paso, las ondas sonoras se difractan y de esta manera podemos escuchar, por ejemplo, una conversación a través de la rendija de una puerta ligeramente abierta. En cambio la longitud de onda de la luz es muy pequeña, la cual esta comprendida entre \(4*10^{-7}m\) y \(8*10^{-7}m\), razón por la cual durante mucho tiempo se creyó que la luz no era una onda pues para observar su difracción a través de aberturas, se requiere que el tamaño de estas sea comparable con la longitud de ondas de luz.
Observa que el fenómeno de difracción a diferencia de la reflexión y la refracción es propio de las ondas y no de las partículas.
Para que el fenómeno de difracción siga siendo el mismo, si disminuimos la longitud de onda, debemos también disminuir el ancho de la rendija.
Actualmente, el estudio de sustancias cristalinas por la observación de los patrones de difracción producidos por el paso de los rayos X a través de un cristal, constituye un paso muy avanzado en la determinación de la estructura de ciertas proteínas y ácidos nucleicos.
PREGUNTA: ¿Cuál es un ejemplo de difracción de onda?