INTRODUCCIN

Las redes de difraccin son un conjunto de rendijas paralelas y equidistantespara la difraccin de ondas electromagnticas, estn constituidas porcentenares o miles de aberturas practicadas sobre material de metal o vidrio.Cada abertura produce difraccin que consiste en que la luz se propaga entodas las direcciones tras pasar cada abertura.

REDES DE DIFRACCIN. ESPECTROSCOPA

El caso ms sencillo es el constituidopor una red de N rendijas de anchura aseparadas entre s una distancia d, quedenominaremos paso de la red. Estasestructuras se pueden obtener pormedios mecnicos u pticos y puedetener centenares de lneas pormilmetro

Lo ms interesante es que cuando soniluminadas por un haz monocromticoproducen fuertes fenmenos deinterferencia en el sentido de que sloemerge luz en unas direcciones biendefinidas, anulndose en todas las dems

REDES DE DIFRACCIN. ESPECTROSCOPA

Si sobre la red incide luzpolicromtica, cada color producirrdenes de difraccin con diferentengulo, con lo que la red permitedescomponer cromticamente el hazincidente y eventualmente, seranalizado.en la imagen se muestra la radiacinque emerge de una lmpara dedescarga que contiene vapor dehidrgeno.

ECUACIN DE LA RED

Para empezar, supongamos la situacin de lafigura anterior. Una onda plana incide sobreuna red compuesta de N rendijas de anchura ay separadas una distancia d. De cada rendijaemergern ondas que se dirigen hacia delante.Supongamos que estamos interesados ensaber si existe alguna direccin dada por elngulo donde todas las ondas interfieranconstructivamente. En efecto, ello es posible sila diferencia de camino entre dos ondasconsecutivas es un mltiplo entero de lalongitud de onda, es decir:

= =

Por lo tanto, habr mximos en la direcciones dadas por:

=

, = ,,

As pues, para = 0, aparecer un mximo en la direccin dada por =0

LUZ BLANCA

Si iluminamos la red con luz blanca, cada radiacin monocromtica, dentro de unmismo orden, emerger de la red con un ngulo diferente. Por ello, cada ordenaparecer descompuesto en radiaciones monocromticas, siendo el ngulo mspequeo para la radiacin de menor longitud de onda.

TIPOS DE REDES DE DIFRACCIN

Redes de Difraccin Unilaterales (Experimento)

Haciendo el correspondiente experimento como se ve en la figura y situando la pantalla deobservacin en el extremo libre del banco de ptica, se comprobara que el patrn obtenidotiene el aspecto de la siguiente figura

Redes de Difraccin Unilaterales (Experimento)

Se procede a determinar, una longitud de onda del lser. Para ello se medir laposicin Xm, respecto del orden central, de otro cualquiera de los rdenes dedifraccin de la red y la distancia D entre la red y la pantalla como se puede ver en laFigura

TIPOS DE REDES DE DIFRACCIN

Red de Difraccin Bidimensional (Experimento)

Situar dos redes de difraccin simultneamente en el camino del haz, de modo que suslneas estn orientadas en direcciones perpendiculares. De este modo la abertura delobjeto se convierte en una red de difraccin bidimensional, como se ve en la figura

RANURAS MLTIPLES

La figura muestra un conjunto deocho ranuras angostas, con unadistancia d entre ranurasadyacentes. Sufren interferenciaconstructiva los rayos que formanun ngulo con la normal y quellegan al punto P con unadiferencia de trayecto entreranuras adyacentes igual a unnmero entero de longitudes deonda:

=

( = ,,)

INTENSIDAD CON EXPERIENCIA DE YOUNG

Entonces considerando la expresin matemtica de una onda plana:

Consideremos dos fuentes puntuales que emiten ondas de la misma frecuencia e igual amplitud:

Simplificando se obtiene:

INTENSIDAD CON EXPERIENCIA DE YOUNG

La diferencia de camino ptico 4

esta dado por:

est relacionada con la diferencia de fase de la siguiente forma:

Para ngulos pequeos: = ()

INTENSIDAD CON EXPERIENCIA DE YOUNG

INTENSIDAD CON EXPERIENCIA DE YOUNG

Siendo : desfasaje entre dos fuentes consecutivas, entonces la amplitud

resultante ser:

RANURAS MLTIPLES E INTENSIDAD

Los patrones de intensidadcorrespondientes a N ranuras muyangostas uniformemente espaciadas.Cuanto mayor sea el valor de N, msestrechos se volvern los mximosprincipales

APLICACIN RED DE DIFRACCIN

Una aplicacin importante de esta tcnica se da en la astronoma. Cuando la luz quese ha generado en el interior del Sol atraviesa la atmsfera de ste, se absorbenselectivamente ciertas longitudes de onda. El resultado es que el espectro de luz solarque se obtiene mediante una red de difraccin tiene lneas de absorcin oscuras comose ve en la figura

EJEMPLO DE RED DE DIFRACCIN

Los reflejos de colores del arco iris que vemos en la superficie de un disco compacto son efectos de la red de difraccin Los surcos son diminutos fosos de 0,1 de profundidad en la superficie del disco, con un espaciado radial uniforme d=1.60 , = 1600 n .

CONCLUSIONES

Una red de difraccin es un dispositivo ptico que usualmente se utiliza paraanalizar las componentes espectrales (diversas longitudes de onda o colores) queintegran un determinado haz de luz

Se miden entonces los ngulos de desviacin de los mximos y se calcula lalongitud de onda con base en la ecuacin = ( = ,,)

Utilizando una red con muchas ranuras, se obtienen mximos muy pronunciados yse puede medir con gran precisin el ngulo de desviacin (y, por ende, la longitudde onda).