Videos: Fiesta de patrones de difracción

A pesar de lo que pensaban muchos seguidores de Newton, la luz es una onda y la difracción es la prueba máxima para demostrar tal increíble idea.

La difracción es el fenómeno que presenta cualquier onda (longitudinal o trasversal), donde la perturbación envuelve y da la vuelta a los objetos de tamaño similar a su longitud de onda, Es decir, en ocasiones la luz deja de viajar en línea recta.

Este es un video que muestra muy llamativos patrones de difracción. Emplean una lámpara de luz común y corriente, y los patrones se pueden hacer en un acetato y una buena impresora.

Este es un video que muestra la difracción en un tanque de agua, pues la olitas en el agua, son ondas.

Considerar la difracción es importante pues puede limitar la resolución en una fotografía, la trasmisión de una señal electromagnética, entre otra aplicaciones.

Enlaces de interés

¿Puedo leer un periódico con un satélite espía, o con el satélite Hubble?


¿Los antiguos griegos conocían la difracción de las ondas?

Detectar cáncer con ondas acústicas y láser

Una nueva propuesta de detección de cáncer de pecho o en la sangre es utilizando el efecto fotoácustico. Pues las células cancerígenas pueden absorber luz en longitudes onda diferentes a las células sanas. Entonces una espectroscopia tradicional de absorción puede detectar la zona enferma, pero para ello se requieren zonas altamente degradadas.

Tal vez, la solución sea una combinación de tecnología ultrasonidos y láser. Cuando la célula absorbe rápidamente la luz de un láser pulsado (importante por su alta energía y repetibilidad de pulso), esa energía se disipa, como una onda acústica, esta vibración se puede medir con un micrófono piezoelectrico. Así, John Viator, de la Universidad de Missouri, y compañeros de área afirman que esta técnica puede ser tan sensible como para detectar células individuales de cáncer que llegan a viajar por el torrente sanguíneo.

Por lo que he visto del área y su desarrollo, esta tecnología puede funcionar, pero creo que su procesamiento de datos es rudimentario, apenas si detectan algunos picos significativos para llegar a detectar un objeto, según ellos una célula cancerígena solitaria. En lo personal prefiero análisis de regiones de señal (e.g rms) o de comparación de señales (e.g. Correlación de señales); los cuales son técnicas matemáticamente sencillas y muy sensibles; además, en 5 min se puede tener un diagnostico con tales rutinas. Suerte a Viator, que sobrepasen al cáncer, pues es una batalla de todos ganarle a las enfermedades.

Les dejo con un video con Viato, explicando y mostrando su laboratorio, el cual es muy chiquito.

Referencias:

Artículo: Photoacoustic detection of circulating melanoma cells in human blood

Web Page de Viator

Ley de Malus óptica y la fotoacústica.

Viator, J., Choi, B., Ambrose, M., Spanier, J., & Nelson, J. (2003). In vivo Port-Wine Stain Depth Determination with a Photoacoustic Probe Applied Optics, 42 (16) DOI: 10.1364/AO.42.003215

Cuando las siluetas se mueven, Ilusión óptica por patrones de Moire

Los patrones de Moire son franjas de interferencia, cuando se superponen unas lineas con otras crea la sensación de movimiento. No requiere de aditamentos mecánicos o electrónicos, solo del adecuado diseño.

En este video, por ordenador se hacen una rejilla, y se cuenta con otra rejilla física, cuando se mueve una respecto a la otra se crea una sensación de movimiento en la figura, la cual es producida por los cambios en el patrón de interferencia, el cual trasmite amplitud y cambien fase, esta fase es la que causa el efecto de profundidad 3D.

El efecto Moire  lo solemos encontrar  también cuando vemos las redes de futbol en televisión o cuando se superponen dos telas.

Así para algunos diseñadores, este efecto es un buen pretexto para hacer instalaciones o propuestas decorativas, como esta alfombra  con la silueta de peces, a medida nos movemos, vemos otra sección del patrón, con lo cual tenemos la sensación de que nadas los peces.


¿Cómo harías tu propio patrón de Moire?

Ilusión óptica: la importancia de las fronteras

Dinos, es fake este video, vamos experimenta

Cómo hacer cambios de índice de refracción continúo en una pecera

Este es un hermoso experimento de óptica geométrica

Consíguete una pecera pequeña, vierte unas cucharadas de azúcar, deja reposar unas 24 horas, y con un apuntador láser busca esas regiones.

Esas zonas donde cambia poco a poco el índice de refracción en la pecera y observaras que la luz es guiada dentro del agua, creando una hermosa curva de luz, un arco luminoso cóncavo o convexo dependiendo del gradiente del índice.

Por secciones, este efecto es todavía descrito por la ley de Snell, o como dicen los belicosos francés ley de Descartes. Es una forma interesante de introducir el tema de óptica, más aun de fibras ópticas, y mucho mejor aun, es una demostración clara de un dispositivo de alta tecnología: las lentes de gradiente de índice de refracción (GRIN por sus siglas en ingles). Las lentes GRIN son planas, porque los cambios del índice de refracción, como en esta pecera, curvan la luz. De modo que podemos tener lentes positivas (convergentes) o negativas (divergentes) en una ventana.

Para ilustrar estas ideas, te presento dos videos singulares, seguro los entenderás, porque la física es universal y trasciende otros idiomas.




Finalmente, te recuerdo que el índice de refracción es uno de los parámetros más importantes para la caracterización de un material, especialmente para aplicaciones relacionadas con la fotónica o la optoelectrónica.

Entradas relacionadas:

¿Por qué no todas las lentes son curvas?

Materiales con índice de refracción negativo.

¿Por qué las laminillas tienen un índice de refracción pequeño?