La difracción es un fenómeno que ocurre cuando las ondas, ya sean luminosas, acústicas o radioeléctricas, se desvían al encontrarse con los bordes de un objeto opaco. Este proceso implica la flexión de los frentes de onda al chocar con obstáculos, generando efectos particulares en diversas situaciones como las ondas en la superficie del agua, sonoras y electromagnéticas como la luz, los rayos X y las ondas de radio.
f. Fís. Desviación de las ondas luminosas, acústicas o radioeléctricas cuando rozan los bordes de un cuerpo opaco.
La difracción es un grupo de fenómenos relacionados con la flexión de los frentes de onda en las aristas de los obstáculos que se oponen a su movimiento. Se producen fenómenos de difracción en las ondulaciones de la superficie del agua, en las ondas sonoras y en las electromagnéticas (luminosas, rayos X, ondas de la radio, etc.) (ver: Onda). El ángulo de flexión y, por tanto, la penetración en la sombra geométrica del obstáculo, son tanto mayores cuanto mayor es la longitud de onda. Un hecho de experiencia cotidiana es el de que los sonidos se oyen perfectamente al volver una esquina del sitio donde se han producido. En realidad resulta difícil observar las «sombras» en el caso de los sonidos, salvo que se trate de un obstáculo de grandes dimensiones o de sonidos de longitud de onda muy corta, es decir, de tono bastante elevado. En condiciones adecuadas, un frente de ondas luminosas que se difracta en una arista recta da origen a una serie de franjas alternativamente claras y oscuras; variaciones análogas de intensidad pueden observarse en la difracción de toda clase de ondas, ya sea en torno a obstáculos o a través de aberturas de tamaño adecuado.
La difracción de la luz puede observarse al mirar un foco luminoso intenso, por ejemplo una luz del alumbrado público distante, a través de un pañuelo, una cortina o de otro tejido cualquiera de malla muy fina. La figura de difracción consiste en este caso en un rectángulo central claro flanqueado en sus dos lados por otros más pequeños, menos brillantes y de bordes coloreados, que presentan en conjunto un aspecto análogo al de dos series de franjas luminosas que se cruzaran en ángulo recto. Muchos fenómenos de difracción de la luz son difícilmente observables, porque las figuras resultantes suelen ser muy pequeñas, debido a que las longitudes de onda de la luz son pequeñísimas (del orden de los 0,00055 mm en la región del Espectro de máxima visibilidad para el ojo humano).
Las primeras observaciones sobre la difracción se atribuyen a Grimaldi (1618-63), quien hacía penetrar la luz solar a través de un orificio muy pequeño, en una habitación oscura y observaba que si en el cono luminoso se interponía un pequeño obstáculo opaco, su sombra sobre una pantalla era mayor que su proyección geométrica sobre la misma. También observó franjas brillantes y coloreadas, tanto en la sombra como en su periferia.
Experimentos análogos fueron realizados por Newton (1642-1727) quien explicó tales resultados apoyándose en la teoría corpuscular. La interpretación a base de la teoría ondulatoria, que se hizo más tarde, se funda en el principio de Huygens: cada punto de un frente de onda que avanza puede considerarse como un manantial de pequeñas ondas secundarias, la envolvente de las cuales constituye, un instante más tarde, el nuevo frente de onda.
El primer intento de explicar la difracción a base de la teoría ondulatoria se debe a Thomas Young (1773-1829), pero la interpretación correcta es de Fresnel (1788-1827), que atribuyó el fenómeno a interferencias entre las ondas secundarias de Huygens procedentes de la parte del frente de onda no interceptado por el obstáculo. De todos modos, la difracción se distingue técnicamente de la interferencias, y se reserva este nombre para los efectos parecidos a los de la difracción, pero originados por la combinación de dos o más frentes de onda.
Cuando la luz procedente de un foco puntual atraviesa una abertura circular, tal como una lente, la figura de difracción resultante es una serie de círculos concéntricos brillantes y oscuros, que tienen gran importancia en la teoría de la formación de las imágenes en el microscopio, el telescopio y demás instrumentos ópticos. Se dice, por ejemplo, que las imágenes de dos estrellas muy próximas pueden ser «resueltas» o separadas por un telescopio, si pueden distinguirse sus figuras de difracción. El criterio convencional para la resolución es que el círculo central brillante de una de ellas caiga sobre el primer anillo oscuro de la otra o fuera de él.
De Broglie predijo en 1924 que una partícula de tamaño atómico debe llevar asociada una onda, cuya longitud depende de la masa y de la velocidad de la partícula. Los experimentos de Davisson y Germer (1927) demostraron la difracción de los electrones, confirmando con ello su carácter ondulatorio. También se ha observado la difracción de los protones, átomos de helio, etc., lo que demuestra que, al igual de la luz, poseen una doble naturaleza.
Origen de la palabra: (der. de diffractus, roto, quebrado.)
f. Fís. Desviación de los rayos luminosos cuando pasan por los bordes de un cuerpo opaco. La difracción es debida a la expansión propia de la luz al difundirse en ondas transversales en todos los planos del espacio.
• « El comportamiento de partícula puede demostrarse fotoeléctricamente y plasmónicamente, y los comportamientos de forma de onda incluyen la refracción, la interferencia, la difracción y la reflexión. »
