EXPERIMENTOS PARA PRODUCIR COLORES MEDIANTE INTERFERENCIAS CON UN CD Y OTROS


 

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. 

 

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.

 

 

 

 

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.

 

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).

 

 
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.
 

 

 

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. 

 

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.

 

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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