O difração de luz é o nome dado à distorção de um feixe de luz quando atinge um pequeno objeto ou uma pequena abertura em uma tela. Foi o italiano Francesco Maria Grimaldi quem deu o nome de difração a este fenômeno e o primeiro a estudá-lo em 1665.
Quando o objeto ou fenda que intercepta o feixe de luz é da ordem de décimos de milímetro ou menos, a sombra projetada não é precisa. Em vez disso, ele se difunde em torno do que deveria ser sua sombra geométrica. Isso ocorre porque o feixe de luz é desviado e se espalha pelas bordas do obstáculo..
A figura acima mostra um padrão muito particular de alternância de áreas claras e escuras. Produzido pela luz de um apontador laser (comprimento de onda 650nm) passando por uma fenda quadrada de 0,1 mm x 0,1 mm e projetado em uma tela.
Este fenômeno de formação de padrões também é observado em ondas sonoras e ondas na superfície da água, bem como em ondas de rádio e raios X. É por isso que sabemos que é um fenômeno eminentemente ondulatório..
Índice do artigo
Em um feixe de luz monocromático (contendo um único comprimento de onda), como a luz laser, a difração do feixe de luz incidente no obstáculo forma um padrão de faixas claras e escuras quando projetadas em uma tela.
Este arranjo de áreas claras e escuras é chamado padrão de difracção.
A difração é explicada de forma clássica, de acordo com Princípio de Fresnel-Huygens.
É proveniente da superposição das ondas esféricas que emanam da borda do obstáculo e dos demais pontos da frente de onda que se unem às bordas, de forma que ocorra uma interferência entre as ondas deste conjunto de fontes secundárias..
Quando duas ou mais ondas coincidem no mesmo lugar no espaço, ocorre interferência entre elas. Pode então acontecer que suas respectivas amplitudes sejam somadas ou subtraídas, após o que cada uma segue seu próprio caminho..
Tudo depende se as ondas coincidem em fase. Nesse caso, as amplitudes se somam, enquanto nos lugares onde as ondas estão fora de fase ou em contra-fase, a amplitude diminui ou se anula..
É por isso que o padrão de difração tem áreas claras e escuras..
Ao contrário do fenômeno da interferência luminosa, em que o número de fontes de onda é dois ou três, no caso da difração o número de fontes secundárias de ondas esféricas é muito grande e tende a formar um continuum de fontes..
A interferência das ondas na difração é mais perceptível se a fonte tiver um único comprimento de onda e todos os fótons que compõem o feixe de luz estiverem em fase, como é o caso da luz do laser..
O interferometria speckle é uma das aplicações práticas do fenômeno da difração de luz.
Quando uma superfície é iluminada com luz laser, as frentes de onda da luz refletida da superfície estão em fase, mas se tornam desfasadas após viajarem até a placa ou tela na qual a imagem é gravada..
Lá, um padrão de difração pontilhado é produzido (salpico em inglês), que fornece informações sobre a superfície de onde vêm os fótons refletidos.
Desta forma, falhas ou fraturas podem ser detectadas em uma peça, que dificilmente seriam visíveis a olho nu..
O conhecimento dos padrões de difração presentes em imagens fotográficas ou digitais de objetos astronômicos: estrelas ou asteróides, serve para melhorar a resolução das imagens astronômicas.
A técnica consiste em coletar um grande número de imagens de um mesmo objeto que individualmente são de baixa definição ou brilho..
Então, quando processados computacionalmente e extraindo o ruído da difração, eles resultam em uma imagem de maior resolução.
Assim é possível mostrar detalhes que antes eram mascarados nos originais, justamente por causa da difração de luz..
A difração é um fenômeno que quase todos nós certamente observamos, mas nem sempre identificamos corretamente sua origem. aqui estão alguns exemplos:
O arco-íris é causado principalmente pela superposição das ondas refratadas e refletidas dentro das gotículas de água..
Constituem um conjunto muito grande de fontes de luz secundárias, cujas ondas interferem, formando o colorido padrão do arco-íris que tanto admiramos depois da chuva..
A luz refletida em um CD ou DVD também forma padrões coloridos impressionantes. Têm origem no fenômeno da difração da luz refletida pelas ranhuras submilimétricas que compõem os trilhos..
O holograma que costuma aparecer em cartões de crédito e produtos de marca forma uma imagem tridimensional.
É devido à superposição das ondas provenientes dos inúmeros pontos reflexivos impressos. Esses pontos não estão distribuídos aleatoriamente, mas foram formados pelo padrão de difração do objeto original, que foi iluminado com luz laser e posteriormente gravado em uma placa fotográfica..
Às vezes você pode ver halos ou anéis ao redor do Sol ou da Lua.
Eles são formados pelo fato de que a luz proveniente desses corpos celestes é refletida ou refletida em inúmeras partículas ou cristais formados na alta atmosfera..
Eles, por sua vez, agem como fontes secundárias e sua superposição dá origem ao padrão de difração que forma o halo celestial..
A iridescência de algumas superfícies, como bolhas de sabão, ou as asas translúcidas de alguns insetos, é explicada pela difração de luz. Nessas superfícies, os tons e cores da luz observados variam dependendo do ângulo de observação..
Os fótons refletidos nas finas camadas semitransparentes constituem um grande conjunto de fontes de luz que interferem de forma construtiva ou destrutiva..
Assim, eles formam os padrões correspondentes aos diferentes comprimentos de onda ou cores, dos quais a luz da fonte original é composta..
Assim, apenas os comprimentos de onda vindos de certas trajetórias são observados: aqueles que vão dos pontos refletidos ao olho do observador e que têm uma diferença inteira nos comprimentos de onda..
Os comprimentos de onda que não atendem a este requisito são cancelados e não podem ser observados.
Ainda sem comentários