Esquema del capítulo
Imagínese que pasa un haz de luz monocromática a través de una abertura estrecha, una rendija un poco más ancha que la longitud de onda de la luz. En lugar de una simple sombra de la rendija en la pantalla, verá que aparece un patrón de interferencia, aunque solo haya una rendija.
En el capítulo sobre interferencias, vimos que se necesitan dos fuentes de ondas para que se produzcan interferencias. ¿Cómo puede haber un patrón de interferencia si solo tenemos una rendija? En La naturaleza de la luz, aprendimos que, debido al principio de Huygens, podemos imaginar un frente de onda como equivalente a infinitas fuentes puntuales de ondas. Así, una onda procedente de una rendija puede comportarse, no como una onda, sino como un número infinito de fuentes puntuales. Estas ondas pueden interferirse entre sí, dando lugar a un patrón de interferencia sin la presencia de una segunda rendija. Este fenómeno se llama difracción.
Otra forma de ver esto es reconocer que una rendija tiene un ancho pequeño, pero finito. En el capítulo anterior, hemos considerado implícitamente las rendijas como objetos con posiciones, pero sin tamaño. Los anchos de las rendijas se consideraron insignificantes. Cuando las rendijas tienen un ancho finito, cada punto a lo largo de la abertura puede considerarse una fuente puntual de luz, lo que constituye el fundamento del principio de Huygens. Dado que los instrumentos ópticos del mundo real deben tener aberturas finitas (de lo contrario, no puede entrar la luz), la difracción desempeña un papel importante en la forma en que interpretamos la salida de estos instrumentos ópticos. Por ejemplo, la difracción limita nuestra capacidad para resolver imágenes u objetos. Este es un problema que estudiaremos más adelante en este capítulo.