Contenidos de aprendizaje
Funciones
Descubra
Constantemente, estamos percibiendo la luz y los efectos a los que está sometida. Desde la refracción, cuando observamos objetos dentro del agua; hasta la reflexión, cuando nos miramos al espejo. Sin embargo, uno de los efectos más interesantes de la luz es el de la difracción, que sucede cuando esta se divide y viaja en diferentes direcciones.
Millones de tarjetas didácticas para ayudarte a sobresalir en tus estudios.
Regístrate gratis¿Qué tipo de longitudes de onda dejaría pasar un filtro azul?
¿Cuál es la relación entre la longitud de onda y el ángulo de separación?
Encuentra el ángulo de separación si la distancia entre la rejilla y la pared es de
Se realiza un experimento de una rejilla de difracción con aberturas de
¿Cuál de las siguientes no es una aplicación de la red de difracción?
El principio de refracción de la luz establece que cuando la luz pasa a través de una abertura, se propaga alrededor de la misma en forma de onda. ¿Verdadero o falso?
Una red de difracción es una placa óptica con rendijas uniformemente espaciadas que dejan pasar la luz blanca sin modificarla. ¿Verdadero o falso?
¿Cuál de las siguientes afirmaciones es cierta?
¿Cuál de las siguientes no es una aplicación de la red de difracción?
El principio de refracción de la luz establece que cuando la luz pasa a través de una abertura, se propaga alrededor de la misma en forma de onda. ¿Verdadero o falso?
Una red de difracción es una placa óptica con rendijas uniformemente espaciadas que dejan pasar la luz blanca sin modificarla. ¿Verdadero o falso?
¿Cuál de las siguientes afirmaciones es cierta?
¿Qué tipo de longitudes de onda dejaría pasar un filtro azul?
¿Cuál es la relación entre la longitud de onda y el ángulo de separación?
Encuentra el ángulo de separación si la distancia entre la rejilla y la pared es de
Se realiza un experimento de una rejilla de difracción con aberturas de
Achieve better grades quicker with Premium
Geld-zurück-Garantie, wenn du durch die Prüfung fällst
Did you know that StudySmarter supports you beyond learning?
Review generated flashcards
Comienza a aprender o crea tus propias tarjetas de aprendizaje con IA
Equipo de profesores de Redes de difracción
¡Gracias por tu interés en el aprendizaje por audio!
Esta función aún no está lista, pero nos encantaría saber por qué prefieres el aprendizaje por audio.
¿Por qué prefieres el aprendizaje por audio? (opcional)
Enviar comentariosA simple vista, esto te puede parecer algo muy experimental y ajeno a tus actividades cotidianas, pero nada más lejos de la realidad. Es posible que, ahora mismo, estés experimentando la difracción de la luz; más concretamente, cuando atraviesa una red de difracción, que es un sistema de pequeñas aperturas. En esta red nos centraremos el día de hoy: ¡la misma que tiene tu teléfono móvil!
“¿En serio? Pero si una red de difracción suena a algo enorme y complejo” estarás pensando. No te preocupes, quédate en este artículo y entenderás qué es, cómo funciona y qué otras aplicaciones tiene.
Una red (o rejilla de difracción) es una placa óptica que divide o dispersa la luz blanca.
Las redes de refracción se basan en el principio de difracción de la luz, que establece que cuando un haz de luz pasa por una abertura, se propaga alrededor de ella siguiendo un patrón ondulado.
Como sabes, la luz blanca está compuesta principalmente por siete colores diferentes, cada uno con una longitud de onda distinta. El modelo más sencillo de rejilla de difracción sería una estructura con rendijas idénticas espaciadas uniformemente.
Cuando la luz pasa por varias aberturas, refracta alrededor de estas. Entonces, las ondas que se crean detrás de las aberturas interfieren entre sí.
Si las ondas se fusionasen donde dos crestas se encuentran, se originaría una nueva cresta de mayor amplitud; esto se conoce como interferencia constructiva.
Por otro lado, tenemos el caso contrario.
La interferencia destructiva se produce cuando se juntan un valle y una cresta.
Esto crea un patrón de interferencia, como el que se muestra a continuación:
Fig. 1: Patrón de interferencia de difracción.
Este es el principio de una red de difracción: cuando se dirige un haz de luz paralelo a una rejilla de difracción con varias aberturas idénticas, se produce un patrón de interferencias constructivas y destructivas —es decir, de máximos y mínimos— que observaremos como puntos de luz brillantes y débiles.
Cuando la luz blanca incide en una placa de rejilla paralela con varias o, incluso, cientos de rendijas idénticas uniformemente espaciadas, se difracta, generando ondas esféricas alrededor de las aberturas que interfieren entre sí. Esto origina un patrón de interferencia, donde cada onda interactúa con otra y da lugar a un patrón de máximos y mínimos, como se ve a continuación.
Fig. 2 Patrón de rejilla de difracción.
La luz que se muestra en la pantalla de la figura corresponde a una serie de puntos llamados máximos. El espacio vacío entre los máximos se llama mínimos. Los puntos visibles son los puntos en los que interfieren muchos rayos de luz distintos. El máximo paralelo al haz de luz es el de orden cero; mientras que los puntos de los lados son los máximos de primer y segundo orden, que salen del centro.
Los ángulos en los que se producen los puntos de máxima intensidad, que se conocen como franjas, pueden calcularse mediante la siguiente ecuación:
Donde:
Por tanto,
Cuando un haz de luz incide en la placa de la rejilla de difracción, la luz blanca se separa en los siete colores diferentes de los que se compone; cada uno de estos tiene su propia longitud de onda. De la ecuación anterior se deduce que, cuanto más larga es la longitud de onda, mayor es el ángulo de separación, y cuanto más corta es la longitud de onda, menor es el ángulo. Por lo tanto, en el centro, donde el ángulo es cero, el punto máximo será blanco. En los puntos máximos de primer orden, la luz azul será la más cercana al punto blanco; mientras que la luz roja será la que tenga el mayor ángulo. Este patrón se repetirá para cada punto de orden, como se ve a continuación.
Fig. 3: Diagrama de una red de difracción con los diferentes ordenes.
La separación angular
Por ejemplo: si queremos estimar el ángulo
El ángulo máximo para que se creen los órdenes de máximos se da cuando el rayo está en ángulo recto con la rejilla de difracción. Por tanto,
Fig. 4: Diagrama de con distintos ángulos de separación.
Un experimento se realiza utilizando una rejilla de difracción con una apertura de
Encuentra el ángulo
Solución
Puedes utilizar la ecuación resuelta para
Sin embargo, la ecuación de la rejilla de difracción da el ángulo de separación, que es el ángulo de separación al máximo central de orden cero.
Pero, en el enunciado nos piden el ángulo entre las líneas de segundo orden, como se ve en el diagrama de abajo. Por lo tanto, el ángulo
Fig. 5: El ángulo que buscamos es el doble del que podemos calcular con la fórmula que conocemos.
Un haz de luz con una longitud de onda de
Encuentra la apertura de las rendijas.
Solución:
En este caso, tenemos que volver a utilizar la ecuación de la red de difracción; pero, reordenándola para calcular la distancia
Si sustituimos los valores dados, tenemos:
El objetivo del experimento es calcular la longitud de onda de la luz.
¿Qué necesitamos para montarlo? Fíjate que, con muy pocos materiales, lo podemos construir:
Para realizar el experimento, primero colocamos una fuente de luz blanca frente a una rejilla de difracción. Necesitaremos una pared situada detrás de la rejilla, que nos servirá de pantalla de proyección. A continuación, fijaremos la fuente de luz con cinta adhesiva y la rejilla de difracción con clips o chinchetas (como nos sea más cómodo). Finalmente, colocaremos un trozo de plástico de color o un filtro de color entre la fuente y la rejilla de difracción, según sea necesario.
Primero, dirigimos los haces de luz blanca a través de la rejilla de difracción, lo cual nos permitirá observar el patrón proyectado en la pared. Ajustamos el ángulo entre el haz de luz y el cristal, según sea necesario, con tal de conseguir el patrón de red de difracción requerido.
Identificamos el haz de orden cero y los distintos haces difractados mediante la intensidad de los puntos ilustrados en la pared.
Con una regla, medimos la distancia entre los cristales y el punto blanco de la pantalla.
Repetimos el experimento con varios punteros láser.
Para cada haz de luz diferente, medimos la distancia entre el haz recto no doblado y los haces difractados, también conocida como
Calculamos la longitud de onda y la compararemos con la indicada por el fabricante del láser utilizado.
Finalmente, colocamos un trozo de plástico de celofán coloreado (o un filtro) entre el haz de luz blanca y la rejilla de difracción, y registraremos las observaciones.
Fig. 6: Diagrama del patrón experimental.
Algunos puntos importantes para reducir el error en nuestras medidas y cálculos son:
Las rejillas de difracción se utilizan en múltiples dispositivos ópticos como:
Regístrate gratis para acceder a todas nuestras tarjetas.
¿Cómo funciona una red de difracción?
Una red, o rejilla, de difracción es una placa óptica que divide o dispersa la luz blanca. Cuando la luz pasa por varias aberturas, se refracta alrededor de las mismas. Las ondas que se crean detrás de las aberturas interfieren entre sí.
¿Cómo están constituidas las redes de difracción?
Para construir una red de difracción, tan solo necesitaremos una rejilla con separaciones, un láser y una pantalla dónde proyectarlo. Evidentemente, materiales como una regla son necesarios para medir las distancias.
¿Quién inventó la red de difracción?
Henry Joseph Grayson fue el inventor de la red de difracción.
¿Cómo calcular la difracción?
Los ángulos en los que se producen los puntos de máxima intensidad, que se conocen como franjas, pueden calcularse mediante la siguiente ecuación:
d⋅sin(θ)=n⋅λ,
Donde:
¿Qué es la difracción e interferencia de las ondas?
La difracción se produce cuando una onda llega a una apertura y esta empieza a actuar como frente de onda hasta que se genera una nueva onda.
En cambio, una interferencia es cuando dos o más ondas se encuentran y suman o restan sus amplitudes.
At StudySmarter, we have created a learning platform that serves millions of students. Meet the people who work hard to deliver fact based content as well as making sure it is verified.
Lily Hulatt is a Digital Content Specialist with over three years of experience in content strategy and curriculum design. She gained her PhD in English Literature from Durham University in 2022, taught in Durham University’s English Studies Department, and has contributed to a number of publications. Lily specialises in English Literature, English Language, History, and Philosophy.
Get to know Lily
Gabriel Freitas is an AI Engineer with a solid experience in software development, machine learning algorithms, and generative AI, including large language models’ (LLMs) applications. Graduated in Electrical Engineering at the University of São Paulo, he is currently pursuing an MSc in Computer Engineering at the University of Campinas, specializing in machine learning topics. Gabriel has a strong background in software engineering and has worked on projects involving computer vision, embedded AI, and LLM applications.
Get to know Gabriel
StudySmarter es una compañía de tecnología educativa reconocida a nivel mundial, que ofrece una plataforma de aprendizaje integral diseñada para estudiantes de todas las edades y niveles educativos. Nuestra plataforma proporciona apoyo en el aprendizaje para una amplia gama de asignaturas, incluidas las STEM, Ciencias Sociales e Idiomas, y también ayuda a los estudiantes a dominar con éxito diversos exámenes y pruebas en todo el mundo, como GCSE, A Level, SAT, ACT, Abitur y más. Ofrecemos una extensa biblioteca de materiales de aprendizaje, incluidas tarjetas didácticas interactivas, soluciones completas de libros de texto y explicaciones detalladas. La tecnología avanzada y las herramientas que proporcionamos ayudan a los estudiantes a crear sus propios materiales de aprendizaje. El contenido de StudySmarter no solo es verificado por expertos, sino que también se actualiza regularmente para garantizar su precisión y relevancia.
Aprende másGuarda las explicaciones en tu espacio personalizado y accede a ellas en cualquier momento y lugar.
Al registrarte aceptas los Términos y condiciones y la Política de privacidad de StudySmarter.
¿Ya tienes una cuenta? Iniciar sesión
Regístrate para poder subrayar y tomar apuntes. Es 100% gratis.
La primera app de aprendizaje que realmente tiene todo lo que necesitas para superar tus exámenes en un solo lugar.
La primera plataforma de aprendizaje con todas las herramientas y materiales de estudio que necesitas.
Resumenes 
Flashcards 
StudySmarter AI 
Apuntes 
Plan de estudios 
Sets de estudio 
Repeticion espaciada 
Exámenes 
Magazine 
Hacer carrera 
Formacion Profesional 
Mobile App 
