Diferencia entre interferencia y difracción

: 24 de junio de 2022

La interferencia y la difracción son conceptos estrechamente relacionados, sin embargo, son esencialmente dos tipos diferentes de ondas que se originan a partir de diferentes fuentes. Cuando se encuentran dos ondas de diferentes puntos de origen, las dos longitudes de onda separadas se combinarán para formar una onda. Esto se conoce como onda de interferencia.

Cuando una onda alcanza una abertura u obstáculo, afecta la dirección en la que viaja la onda y la onda resultante se conoce como onda de difracción. Es importante tener en cuenta que las ondas de interferencia solo resultan realmente cuando hay una o dos fuentes de onda, cuando hay tres o más, el resultado es casi siempre ondas de difracción.

Interferencia vs difracción

La principal diferencia entre interferencia y difracción es la aparición de sus ondas. La interferencia ocurre cuando las ondas de luz se combinan a través de los dos puntos de partida diferentes. Mientras que la difracción aparece debido a la superposición de las longitudes de onda subordinadas. La intensidad del borde de la interferencia es siempre igual. Y por el contrario, la difracción tiene franjas extrañas.

Tabla de comparación entre interferencia y difracción ( en forma tabular )

Parámetro de comparación Interferencia Difracción Número de puntos de origen Dos puntos distintos Tres o más La intensidad del ápice de onda Todos los ápices iguales Variado Ancho de franja Igual Igual Igual La intensidad del canal de onda Absolutamente nada Desconocido y variado Onda primaria o secundaria Siempre de fuente primaria Modificado de onda primaria

¿Qué es la interferencia?

La interferencia ocurre cuando dos ondas que emanan de dos puntos distintos interactúan entre sí y se combinan para crear una forma de onda completamente diferente.

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Se dice que dos ondas que tienen sus picos y canales perfectamente alineados están “ en fase ”, y la amplitud de las ondas simplemente se suman para crear la forma de onda resultante.

Cuando se suman las crestas de dos ondas, esto se conoce como interferencia constructiva, y la amplitud de la forma de onda resultante será la suma de las amplitudes de las crestas de las ondas originales.

Cuando las ondas están fuera de sincronización y las crestas y canales se superponen, se dice que están “ fuera de fase ”.

Si las ondas están completamente fuera de sincronización, es decir, a ciento ochenta grados de distancia entre sí, y las amplitudes del pico y el valle de las ondas opuestas son iguales, se cancelarán mutuamente en lo que se conoce como interferencia destructiva.

Si piensa en esto en el contexto de tratar de mover un gran mueble.

Si dos personas empujaran desde el mismo extremo, esta es una interferencia constructiva, ya que crearía más fuerza que una sola persona, sin embargo, Si dos personas empujaran desde los extremos opuestos, los muebles permanecerían quietos, así como no hay amplitud de onda con interferencia destructiva.

En el contexto de las ondas de luz, también es importante tener en cuenta que una onda de interferencia mostrará un ancho constante e igual entre las áreas claras y oscuras cuando se proyecta en una pantalla.

¿Qué es la difracción?

En física, la difracción es cuando las ondas se doblan alrededor de pequeños obstáculos, como las ondas de sonido que viajan a la vuelta de una esquina o cuando las ondas se extienden después de pasar por una pequeña abertura.

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Las formas de onda secundarias que resultan después de pasar / pasar por el obstáculo serán diferentes de las originales, con potencialmente muchas fases y amplitudes diferentes y variadas.

La difracción solo ocurre en un nivel significativo cuando el tamaño del espacio es comparable al de la longitud de onda, y dado que la mayoría de las longitudes de onda son muy pequeñas, cuanto menor es el espacio, cuanto más obvia es la difracción.

Para imaginar esto, imagine olas de oleaje del océano que llegan a la costa en una estrecha abertura rocosa. Luego compare eso con las olas de oleaje que ingresan a la boca o al puerto deportivo.

En el ejemplo de las olas que pasan a través de una abertura estrecha, verá la forma de onda redondeada que se despliega en el cuerpo de agua al otro lado de la abertura, una forma diferente de la forma de onda plana que inicialmente entró en la abertura.

Esto se puede comparar con un puerto deportivo, donde podemos tener cuerpos de agua más grandes que se mueven desde el océano hacia el puerto deportivo, pero el tamaño de la abertura significa que el agua dentro del puerto deportivo apenas se ve perturbada por las ondas de difracción resultantes.

Las ondas de difracción no ocurren cuando las partículas pasan a través de rendijas o alrededor de un objeto, sino que continúan en su trayectoria original, sin cambios por las circunstancias externas.

Las ondas de difracción también tienen una variedad de intensidades de pico diferentes, debido a la interacción de muchas y variadas formas de onda, así como a los múltiples puntos de fuente ( mayores que tres ), que necesita estar presente para dar como resultado una onda de difracción.

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Un fenómeno interesante es que si una onda de difracción pasa a través de dos espacios distintos, veremos un patrón de interferencia en el otro lado, ya que las dos brechas actúan como dos nuevos puntos de origen.

Diferencias principales entre interferencia y difracción

  1. Las ondas de interferencia surgirán de dos puntos de fuente distintos que se combinan, mientras que las ondas de difracción derivan de tres o más.
  2. Las intensidades de los vértices de onda de interferencia son uniformes e iguales, sin embargo, las de una onda de difracción son variadas y desiguales, debido a que son la suma de muchas ondas diferentes.
  3. En una onda de interferencia, el ancho de la franja también será igual, mientras que con las ondas de difracción podemos ver anchos de franja inconsistentes.
  4. El valle de una onda de interferencia siempre será igual a cero, mientras que el valle de una onda de difracción puede ser cualquier número de posibilidades debido a las múltiples ondas combinadas.
  5. Las ondas de interferencia también se derivan de una fuente primaria o causa de la ola, como una roca arrojada a un charco de agua, mientras que las ondas de difracción resultan como ondas secundarias después de que la primaria pasa a través de una abertura o por un objeto.

Síntesis

La principal diferencia entre los dos tipos de ondas es la forma en que ambos están formados. Las ondas de interferencia se derivan de la fuente de onda original, mientras que las ondas de difracción son ondas secundarias que aparecen cuando la onda interactúa con un obstáculo.

Al observar que las ondas de interferencia y difracción interactúan entre sí, tenemos una herramienta para poder comprender mejor las reglas de nuestro universo, incluso en física cuántica con el experimento de doble rendija.

  1. https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.74.3600
  2. https://cds.cern.ch/record/396122/files/0521642221_TOC.pdf
  3. https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/1999OptEn..38.1051D/abstract

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