¿Puede la difracción desviar la luz más de noventa grados?

¿Es posible que la luz se difracte más de noventa grados?

Cuando la luz se difracta a través de una rendija estrecha o un agujero de alfiler, viaja en todas las direcciones hacia adelante. El ancho de la rendija determina cuánto se cancelará la luz.

La luz viaja desde cada punto de la rendija a todas partes. La luz de diferentes puntos en la rendija debe viajar diferentes distancias. Por lo que será en diferentes fases. En algunos puntos toda la luz se cancela con luz en diferente fase. En otros puntos, solo se cancela parte.

Obviamente, no puede detectar la luz que está doblada más de 90 grados, porque la pared plana en la que está la rendija la absorbería si existiera tal cosa.

¿Y si la pared no fuera plana? ¿Qué pasaría si tuviéramos, digamos, dos cuchillas de afeitar que hacen la hendidura entre ellas y se giran a 90 grados entre sí?

¿Hay alguna razón teórica para decir que la luz no puede difractarse hacia atrás?

¿Se ha hecho el experimento?

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Esto es solo para decir que no veo ninguna razón por la que más de 90 grados no sean posibles y espero que sea posible.

Respuestas (2)

Sí, es posible. Su explicación de la difracción es histórica, las explicaciones modernas de la difracción no cancelan la luz. En cambio, los fotones prefieren recorrer un camino de longitud n veces su longitud de onda, donde n es un número entero. Las áreas oscuras son donde no han aterrizado fotones y las áreas brillantes son donde han aterrizado la mayoría de los fotones. (Hay muchas explicaciones en este sitio, también puede buscar en Google lo que se conoce como experimentos de difracción de fotones individuales). El patrón de intensidad es el resultado de QM o interacciones probabilísticas del campo EM de fotones con los campos EM del material de la rendija. Así que sí es posible pero no muy probable.

¡Gracias! Según tengo entendido, las explicaciones de ondas y fotones dan los mismos resultados en todas las circunstancias. Cuando la intensidad de la luz es baja, nos enfrentamos al hecho de que todos los detectores de luz están cuantificados y para intensidades de luz bajas tienen una probabilidad por unidad de tiempo de detectar la onda de luz. Entonces obtenemos el mismo patrón de intensidad que predice QM. Como el resultado es el mismo, prefiero usar la descripción que es más fácil de seguir. Gracias por decir que es posible.
La fórmula simplificada para predecir dónde en una pared plana para predecir la intensidad mínima es y = metro λ D a dónde λ D a son constantes. Eso dice que se extenderá un número infinito de mínimos en la pared delantera sin que ninguno de ellos supere los 90 grados. Pero es una fórmula aproximada y no algo en lo que pueda confiar para extrapolar fuera de su rango.
Sí, la "explicación clásica" no es mala, pero deja a muchas personas pensando que 2 fotones se cancelan o aniquilan entre sí, lo cual no es posible. Si 1000 fotones pasan por la rendija, entonces se observan 1000 fotones en la pantalla.
" interacciones del campo EM de fotones con los campos EM del material de la rendija " - Esto es incorrecto. Los fotones no interactúan con el campo EM.
Eso es cierto, por ejemplo, los fotones no interactúan entre sí, pero los fotones interactúan con la materia como los electrones y su campo EM neto cambia de dirección o incluso puede volverse cero (absorbido).
"Deja a muchas personas pensando que 2 fotones se cancelan o aniquilan entre sí, lo cual no es posible". Creo que son dos conceptos diferentes. Puedes tener fotones o puedes tener campos EM. No los mezcles. A menos que tengas fotones mínimos. Si un electrón que cae de un estado definido en un átomo a otro libera una cantidad fija de energía EM, eso es un fotón. Si cambia a un estado cuántico de mayor energía en el átomo al absorber una cantidad fija de energía EM, también es un fotón. Si eso es todo lo que es un fotón, entonces es compatible con los campos EM.
Los fotones viajan en el vacío, por lo tanto, se teorizó que el campo EM transportaba la energía, por lo que se puede decir que un fotón es una onda en el campo EM al igual que una onda de agua es una onda en el agua. Entonces podemos decir que el campo EM está allí sin un fotón, pero es solo semántica. Pero podemos observar un estanque en calma y uno con una ondulación por separado. Pero no dejes que eso confunda el punto sobre la cancelación de fotones, no se cancelan entre sí, especialmente en el caso de la difracción.
@PhysicsDave Esta es solo la segunda vez que escucho que la interacción de los electrones de los bordes con los fotones es la razón de la difracción.
Sí, es interesante, pero también los fotones eligen un camino que es un múltiplo entero de la longitud de onda a recorrer. El ancho de la rendija afecta esta elección.
Mira mi foto en mi respuesta. Parece muy probable.

Buena pregunta. Aquí hay una foto que acabo de tomar. Es una hoja de afeitar clavada en un poco de madera. Puede ver que la luz se envuelve alrededor de la hoja mucho más allá de los 90 grados.ingrese la descripción de la imagen aquí

¡Eso parece más de 90 grados! ¿Cómo hiciste visible la luz del láser? ¿Le echaste humo?
No hay humo, solo un láser en una hoja de afeitar.
No tengo muy claro lo que estás viendo. Veo una línea verde brillante con una niebla verde tenue a su alrededor. Parece que la línea verde es donde la luz del láser verde incide sobre la tabla de madera, y está casi exactamente frente al láser. Hay un punto verde en la navaja que capta la cámara. Ese punto debería haber venido del láser, y para verlo tendría que estar doblado alrededor de la hoja de afeitar en un ángulo extremo hacia atrás y también mucho hacia los lados. ¿Ese punto verde es la luz envuelta alrededor de la hoja? Si no estuviera completamente envuelto, ¿no lo veríamos en absoluto?
Sí, es claramente visible sin una cámara. Si oscurece la habitación, verá una línea clara de reflexión que va mucho más allá de 90. Lo más probable es que sea de 360, pero a medida que se acerca al haz fuente, se pierde en el resplandor.
No tengo muy claro lo que dices. Supongo que necesito ir rápido a comprar un láser y probarlo yo mismo. Gracias por esto. En lugar de discutir sobre la teoría, simplemente lo hiciste.
La mayor parte de la luz es solo un reflejo de la hoja sobre la mesa, el pequeño punto brillante en el borde posterior de la hoja es lo que parece ser la difracción> 90 incluso> 180. Buen experimento si estoy viendo correctamente.
Sí, así lo veo yo también.
¿Puede la difracción desviar la luz más de noventa grados?
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