Difracción con un CD

El jueves pasado (30 de enero) tuvimos evento de ciencia en el bar, hay una crónica del evento en el nuevo blog que hemos creado para recopilar información sobre el asunto. En esta edición yo me ocupé del experimento tabernario. 

Con la excusa del año internacional de la critalografía hicimos un experimento muy sencillo, colocar un CD en un soporte y mostrar sobre la pared el reflejo de un puntero laser incidiendo sobre él; bueno, de uno rojo y uno verde en realidad, como en la figura de la izquierda. El CD hace las veces de cristal, es como si fuera un cristal de filamentos metálicos (más bien es una espiral de aluminio grabada en el plástico).

Parece que por transmisión se entiende mejor lo que ocurre, la luz que pasa por diferentes rendijas se abre un poco, de forma que el haz que pasa por cada una de las ranuras interfiere con las de los lados. Esa interferencia produce puntos brillantes en los puntos en los que la coincide en máximos la luz que atraviesa cada rendija. Este fenómeno se visualiza mejor si disminuimos a dos el número de rendijas, y si vemos las ondas como frentes de onda completos, en vez de como rayos, como se muestra en la animación (tomada de aquí):

Los puntos brillantes que se ven en el reflejo del laser corresponden a las posiciones en que la interferencia es constructiva. Hay una fórmula sencilla que relaciona la separación entre puntos en la pantalla, la distancia entre rejillas y la separación entre el CD y la pantalla, pero no vamos a entrar ahora en ello. Eso si, de la relación esa se deduce que cuanto menor es la longitud de onda de la luz menor separación entre puntos, como se ve en la foto, los verdes están más juntos que los rojos. Un par de sitios interesantes para profundizar serían este, este o este otro. 

El experimento nos sirve de ejemplo simplificado de como se investigan los cristales con luz, de forma que se obtiene información sobre su estructura, tanto cualitativa como cuantitativa. Quizá el ejemplo más bonito de uso de difracción para analizar estructuras cristalinas es el de la difracción de rayos x por parte de ADN cristalizado. Una foto que hizo Roslin Franklin, aunque el mérito (y el Nobel) se lo llevaron sus colaboradores y jefes, poco respetuosos con la autoría real del tema (un poco más sobre el tema aquí, de donde están tomadas las fotos). Dejamos para otro día la historia de esa foto 51, o para otro lugar (como ESTE, donde nos cuentan del personaje más allá de la foto 51)