A interferência e a difração são fenômenos ondulatórios, ocorrem tanto em ondas mecânicas, quanto em ondas eletromagnéticas. Vimos, em nosso post sobre o minúsculo mundo quântico, que tais fenômenos podem ocorrer também em partículas (desde que em escala atômica) como os elétrons. Isso ocorre porque as partículas também são consideradas ondas, pela dualidade onda-partícula.

_{Figura 1: Difração em ondas na água e interferência em ondas luminosas (fonte: google).}

• Registrado primeiramente por Thomas Young (1800), a interferência é a superposição (ou o somatório) de ondas no espaço, que pode ser construtiva ou destrutiva (já diferenciaremos esses dois tipos).

• A difração é um fenômeno de espalhamento ou deflexão que ocorre quando uma onda contorna ou atravessa um obstáculo de dimensões compatíveis com seu comprimento de onda.

Tais fenômenos ocorrem de acordo com o princípio de Huygens, na qual cada ponto de uma frente de onda funciona como uma nova fonte (pontual). Ele supôs também que só as ondas que se propagam na direção inicial da onda, geram ondas secundárias, caso contrário não haveria sombra!

INTERFERÊNCIA

Por volta de 1800, Young confirmou as previsões de Huygens sobre a natureza ondulatória da luz, através de seu experimento da dupla fenda. Neste experimento, S₁ e S₂ funcionam como fontes pontuais, conforme demonstrado na Figura 2. Sabendo que a fonte principal, S₀, é a mesma, as ondas provenientes de S₁ e S₂ tem mesmo comprimento de onda, mesma frequências e saem em fase. Assim, ao atingirem um ponto P (demonstrado na Figura 2) qualquer no anteparo, a diferença de fase entre as ondas é constante no tempo. Isso significa que os raios que saem de S₁ e S₂ são coerentes. Logo, veremos que em um ponto P qualquer, localizado a uma distância L do anteparo é possível prever se a interferência entre as ondas (S₁ e S₂) é construtiva ou destrutiva, na qual são observadas por padrões claros e escuros respectivamente, no anteparo.

_{Figura 2: Figura demonstrando as fontes e o fenômeno de interferência.}

Interferência construtiva x destrutiva

Conforme aparece na Figura 3, a interferência será construtiva, se a diferença de caminhos ópticos (r₂ – r₁) for um número inteiro (m) de comprimentos de onda. Caso a diferença de caminhos ópticos (r₂ – r₁) for meios comprimentos de onda (m + 1/2) a interferência é destrutiva.

^{Figura 3: Esquema demonstrando os raios r₁ e r₂ que saem das fontes S₁ e S₂ respectivamente (imagem da esquerda), bem como o ângulo entre a linha horizontal pontilhada e a linha que vai do ponto P até as fontes. Ao lado direito, estão as condições para que ocorram as interferências construtiva (duas ou mais cristas de ondas se somam) e destrutiva (dois ou mais vales de ondas se somam).}

Posição das franjas de interferência no anteparo

Devido a interferência de ondas luminosas, surge em um anteparo um padrão de franjas. A posição das franjas de interferência no anteparo (y ou y_m) pode ser expressa matematicamente por:

_{Figura 3: Cálculos demonstrando como obter a posição, y, das franjas de interferência para cada valor de m, sendo m = 0 o valor referente ao ponto mais claro no centro do anteparo.}

DIFRAÇÃO

Quando os raios difratados atingem um anteparo, os padrões de difração são semelhantes aos padrões claros e escuros que surgem da interferência. Veja uma das aplicações mais interessantes da difração na postagem sobre Difração de Raiox-X. Na tentativa de distinguir a difração da interferência, Richard Feynman escreveu:

“Ninguém nunca foi capaz de definir a diferença entre interferência e difração satisfatoriamente. É somente uma questão de linguagem, e não há diferenças físicas específicas ou importantes entre elas. Tem-se, entretanto, que difração é o fenômeno devido a um obstáculo, já interferência refere-se mais a uma interação entre dois ou mais fenômenos ondulatórios.“

_{Fontes: Disponível em: <https://pt.wikipedia.org/wiki/Difra%C3%A7%C3%A3o> acesso em 2023. | Moysés Nussenzveig, Curso de Física Básica: Eletromagnetismo, Portuguese Brazilian Edition (1997).}