La difracción de Fresnel 

La difracción de Fresnel es un tipo de difracción óptica que ocurre cuando la luz se encuentra con un obstáculo o una abertura a una distancia finita (no muy lejos).
Es decir, es el caso de campo cercano, en contraste con la difracción de Fraunhofer (campo lejano).

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🌟 Definición simple

La difracción de Fresnel describe cómo se curva y se redistribuye la luz cuando pasa cerca de un borde, rendija u objeto, antes de que la onda haya viajado lo suficiente como para considerarse paralela.

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🔍 Características clave

• La fuente de luz y la pantalla están a distancias finitas del obstáculo.

• No se puede aproximar el frente de onda como plano.

• Las franjas de difracción cambian de forma si mueves la pantalla o la fuente.

• Requiere el uso de la aproximación de Fresnel (integrales más complejas que Fraunhofer).

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🌈 ¿Qué patrones produce?

Dependiendo del objeto, se ven:

✔️ Con un borde recto

Aparecen franjas claras y oscuras cerca del borde (patrón de zonas de Fresnel).

✔️ Con un orificio circular

Se forman anillos concéntricos (como el famoso disco de Poisson/Arago).

✔️ Con rendijas

Patrones no uniformes que cambian con la distancia entre la rendija y la pantalla.

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🧠 Idea física

Cuando la luz pasa cerca de un objeto, cada punto del frente de onda actúa como una fuente secundaria (principio de Huygens-Fresnel).
En la difracción de Fresnel, el campo difractado en un punto de la pantalla depende de la suma de todas estas ondas secundarias, considerando que:

• Las distancias no son grandes

• Las ondas no son paralelas

• Las fases varían de forma más compleja

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📏 Cómo saber si estás en régimen de Fresnel

Usamos el parámetro de Fresnel:

$$F = \frac{a^2}{\lambda L}$$

donde:

• $a$: tamaño del obstáculo o abertura

• $L$: distancia a la pantalla

• $\lambda$: longitud de onda

✔️ Si $F > 1$ → Difracción de Fresnel

✔️ Si $F < 1$ → Difracción de Fraunhofer

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📘 Ejemplos cotidianos

• Las sombras "suaves" con bordes no nítidos al acercar un objeto a una lámpara.

• Las franjas observadas en una moneda bajo luz láser colocada a corta distancia.

• La difracción en pupilas pequeñas en instrumentos ópticos.

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🧪 Ejemplo clásico: Disco de Poisson

Un objeto circular produce un punto brillante en el centro de su sombra, algo que sorprendió a los físicos del siglo XIX.