¿Cómo interfiere una onda difractada consigo misma después de pasar a través de una sola rendija para producir franjas brillantes y oscuras?

La respuesta a esto se basa en lo que se conoce como Principio de Huygen, que dice que cualquier frente de onda se puede modelar como una fuente de luz puntual en cada punto del frente de onda, y luego sumar todas las ondas de la fuente puntual. Las fuentes puntuales son aquellas que irradian una onda de igual intensidad en todas las direcciones hacia adelante. Es un conjunto clásico de problemas con la tarea en las clases de física, que repasan el cálculo para mostrar cómo un montón de términos se cancelan para una onda plana. Ver principio de Huygens – Fresnel.

En el caso de una abertura o hendidura estrecha, todavía hay un ancho finito para esa hendidura. Podría considerar esto como 2 ranuras de la mitad del ancho, la mitad del ancho de la ranura aparte. O tres ranuras, 1/3 del ancho, espaciadas a 1/3 del ancho. El límite de esto es N ranuras, (Ancho de ranura única) / N ancho, espaciadas en (Ancho de ranura única) / N. Las ranuras de ancho (Ancho de ranura única) / N se parecen cada vez más a fuentes infinitamente anchas, que son las Ondas esféricas en el Principio de Huygen. También comienzan a parecerse a la dx en un problema de cálculo. La colección de N de estas rendijas infinitesimalmente estrechas se convierte en el rango de la integración. El resto es agregar una distancia a un objetivo y un ángulo desde el plano de apertura, que se convierten en variables en la respuesta.

En pocas palabras, entonces, la onda interfiere consigo misma porque el lado derecho y el lado izquierdo de la rendija siguen siendo lugares diferentes en el espacio, al igual que los puntos intermedios, y cuando esa distancia comienza a ser comparable a la longitud de onda de la luz que incide. La ranura, las diferencias de fase frente al ángulo comienzan a sumarse.

Duff Howell ha dado una buena respuesta, pero este enlace, con diagramas, puede ayudar a mostrar lo que sucede:

SINGLE SLIT DIFRACCIÓN PATRÓN DE LUZ