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EXPERIMENTOS
PARA PRODUCIR COLORES MEDIANTE INTERFERENCIAS CON UN CD Y OTROS |
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El efecto
multiplicador que puede tiene una red de difracción en la
producción de interferencias
brinda la posibilidad de plantear diversas experiencias con las
que ver mosaicos de colores formados por interferencias. Una de
las más sencillas consiste, simplemente, en iluminar con
luz blanca y oblicuamente un
disco láser, que puede ser tanto un CD, como un DVD.
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Un soporte de información digital, tipo CD, DVD,
etc., posee una pista en espiral que tiene unos agujeros
pequeñísimos distribuidos regularmente por su superficie. Por tanto, cuando la luz
incide sobre un CD o un DVD, lo hace sobre una
superficie rugosa y llena de agujeros. Más precisamente,
encuentra líneas reflectantes (los espacios entre
pistas) separadas por líneas mucho menos reflectantes
(las pistas). Teniendo esta estructura, el CD se puede
considerar una "rejilla de difracción" conformada por
una lámina oscura y sobre ella largas tiras de espejo
colocadas paralelamente unas a otras. |
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Si el tamaño de los huecos fuera mayor los rayos
de luz se reflejarían en los espejos y serían absorbidos
por los huecos, tal como se indica en dibujo situado más a la izquierda
de este texto. Pero
en realidad el tamaño de las ranuras es muy pequeño y
comparable con la longitud de onda de la luz (blanca)
que incide sobre ella. Por tanto, la luz ya no se
refleja en los espejos siguiendo la ley de la reflexión,
sino que cada uno dispersa luz en todas las direcciones
de un plano vertical, tal como se indica en el dibujo situado más a la derecha. |
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Estas ondas de luz que emergen de los
"micro-espejos" producen fenómenos de interferencia,
puesto que la luz reflejada por cada uno interfiere con
la reflejada por los demás (en fase producen
interferencia constructiva y en oposición de fase
producen interferencia destructiva). En consecuencia, el
CD o un DVD se pueden considerar rejillas de difracción, constituidas por sus múltiples ranuras,
y que permiten
obtener el espectro de la luz reflejada sobre ellos (cada
tipo de fuente luminosa produce un espectro diferente). |
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La
ordenación que tienen las franjas del disco hace que los
colores formados por esas interferencias se ordenen del
mismo modo que lo están en un arco iris. |
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Se pueden ver cerca del disco
oscureciendo el laboratorio (para evitar que la
luz blanca ambiental oculte los colores),
también haciendo que la luz reflejada desde él
se refleje a su vez en una superficie blanca
(como, por ejemplo, un folio) o, simplemente
mirando al propio disco. Dependiendo de la
orientación que tenga dicho disco con respecto a la luz
blanca que incide sobre él vemos en diferentes
posiciones de su superficie partes del patrón circular
de interferencia que produce esta red de difracción. Por
tanto, al mover el CD e ir
cambiando la orientación del disco con
respecto a la dirección que lleva luz que lo ilumina,
las franjas de colores modifican su
posición. |
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Se muestran seguidamente dos imágenes bastante espectaculares
que nos enseñan unas posibles variantes de este experimento,
ambas protagonizadas por el profesor Benito Vázquez Dorrio, de
la Universidad de Vigo. |
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La primera de ellas, tomada en 2024 por el autor principal
de esta web en una sesión de un curso de formación online
(organizado por la RSEF) impartida por este profesor. Vemos
en esta imagen que sus manos sujetan un CD en una posición
adecuada para que se vea perfectamente el patrón completo
(circular) de las interferencias. La segunda imagen procede
de su página web
clickonphysics y corresponde a una charla impartida
por el propio Benito Vázquez, en la que plantea utilizó un
montaje sencillo y adecuado para que pueda verse nítidamente
y a gran escala un doble arco iris (el arco iris más pequeño
y brillante corresponde a la interferencia de orden 0 y el
mayor y menos brillante a la segunda interferencia de orden
1) Tal montaje consiste simplemente en colocar
el CD a unos15-20cm enfrente
de un proyector
(centrando el circulo blanco proyectado). |
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