11.1.Interferencias

La superposición de dos ondas luminosas en un punto recibe el nombre de interferencia. El caso más importante se da cuando las ondas que interfieren son coherentes, es decir, cuando tienen la misma frecuencia, la misma longitud de onda y su diferencia de fase es constante. El láser es un ejemplo de fuente luminosa que emite luz coherente.

También se pueden conseguir luces coherentes si se utiliza una fuente de luz monocromática que ilumina dos rendijas, F₁ y F₂, que harán de focos emisores de las ondas que van a interferir (Fig. 9.31). El resultado de la interferencia se observa sobre una pantalla situada en paralelo a la línea de los focos.

En la pantalla aparecen una sucesión de franjas brillantes y oscuras. Los puntos brillantes (interferencia constructiva) se producen cuando las ondas llegan a la pantalla en fase. Esto ocurre cuando la diferencia entre las distancias recorridas por las dos ondas (diferencia de marcha) es nula o un múltiplo entero de la longitud de onda:

Los puntos oscuros (interferencia destructiva) se producen cuando las ondas llegan a la pantalla en oposición de fase. Esto ocurre cuando la diferencia de caminos (diferencia de marcha) es un número impar de media longitud de onda:

siendo n = 0, 1, 2, 3, ... Esta experiencia fue realizada por T. Young, en 1801, para demostrar la naturaleza ondulatoria de la luz.

 11.2.Difracción

La difracción es el cambio de dirección de propagación que experimenta una onda que le permite superar una rendija o un obstáculo que impide el avance de una parte del frente de onda.

Fig. 9.32. Difracción.

Los puntos del frente de onda que no están tapados por el obstáculo se convierten en centros emisores de nuevos frentes de onda, según el principio de Huygens, logrando la onda bordear el obstáculo y propagarse detrás del mismo (Fig. 9.32). Las ondas luminosas bordean los obstáculos y alcanzan puntos que están ocultos al foco de luz.

Para que los efectos de la difracción sean observables, el tamaño de la abertura debe ser comparable a la longitud de onda. Por eso se observa fácilmente en las ondas sonoras (su longitud de onda está comprendida entre 1,7 cm y 17 m, aproximadamente); en cambio, es difícilmente observable en la luz visible, cuyas longitudes de onda son del orden de 10^–7 m.

Son fenómenos de difracción luminosa los halos que se observan alrededor de una farola encendida en un día de niebla (difracción en las pequeñas gotas de agua), o la imagen de un foco luminoso cuando se observa con los ojos casi cerrados (difracción en las pestañas).