La Difracción de la luz, nombre proveniente de la División en Fracciones de la Luz observada por el físico y astrónomo Francesco Grimaldi en 1651, corresponde a, como indica su nombre, la división de la luz y se presenta cada vez que se interpone a la fuente de luz un cuerpo u objeto opaco, produciendo que la luz se divida según su la longitud de onda de cada componente de ésta, dando como resultado, su disociación, curvándola y cambiándola de dirección, el efecto está condicionado a la velocidad con que viajan las distintas longitudes de onda que componen la luz, afectando primeramente a las de menor velocidad como lo son las longitudes de onda más largas presentes en las componentes del espectro del lado del rojo y que tienden a envolver al objeto que se interpone en la dirección de la luz, efecto visible, por ejemplo, en el atardecer.
En el siglo XIX, el inglés Thomas Young desarrollo un experimento de doble rejilla que demostró que la luz puede rodear objetos como lo hacen las ondas de agua, denominado Fenómeno de la Interferencia, aunque con poca aceptación científica, más adelante, Fresnel, Arago y otros científicos desarrollaron experimentos adicionales y teorías que explicaron el fenómeno de la difracción que sólo se explicaban si la luz se comporta como onda.
En términos sencillo, la luz viaja en línea recta como frentes de onda plana y cada componente de la luz se mueve en forma paralela, al chocar con un objeto o pasar por un orificio, las ondas dejan de ser planos y se comportan como ondas circulares, dejando de propagarse en línea recta, esparciéndose en el espacio circundante y descomponiendo la luz en lo que conocemos como arcoíris, volviéndose más evidente cuando el tamaño de la abertura del orificio se acerca a la distancia de las longitudes de onda que componen la luz.
Llevado esto a la fotografía, claramente esta situación sucede cuando la luz atraviesa al obturador, por lo que, cuanto más cerrado esté el obturador será más evidente la difracción. El efecto visual es de un circulo cuyo centro es un punto luminoso que conforme avanza en su radio se va dispersando y perdiendo intensidad formando lo que se conoce como Airy Disk, el tamaño está determinado por la apertura del diafragma, teniéndose lo siguiente: f/1.2 – 1,6 µm; f/1.4 – 1,9 µm; f/1.8 – 2,4 µm; f/2.0 – 2,7 µm; f/2.8 – 3,7 µm; f/4.0 – 5,3 µm; f/5.6 – 7,5 µm; f/8.0 – 10,7 µm; f/11.0 – 14,7 µm; f/16.0 – 21,3 µm; f/22.0 – 29,3 µm; f/32.0 – 42,6 µm; f/64.0 – 85,2 µm. Como se puede observar, son medidas muy pequeñas, pero si las comparamos con el tamaño de los pixeles de una cámara dejan de ser despreciables, el tamaño de un pixel está determinado como:
Donde;
- Px es el tamaño del pixel en µm
- A es el área del sensor ( en mm)
- Resolución, es la de la cámara
Por ejemplo, una cámara de 18 Mp con un sensor de 22,3×14,9 mm, tendrá un tamaño de pixel de 4,3 µm, esto implica que con una apertura f/4.0, el tamaño del Airy Disk es superior al del pixel, sin embargo, recién se hará evidente el efecto cuando el tamaño del Airy Disk supere el del Circulo de Confusión, el cual determina la nitidez de la imagen, el que dependerá del sensor que posea la cámara, en tal sentido, los tamaños del Circulo de Confusión son:
- FF – 33 µm
- APS – 22,31 µm
- APS-H (x1,3) – 25,51 µm
- APS-C (x1,5) – 21,07 µm
- APS-C (x1,6) – 20 µm
- Micro 4/3 – 16 µm
- Compacta con sensor de 1″ – 11,73 µm
- Compacta con sensor de 2/3″ – 8,14 µm
- Compacta con sensor de 1/1,8″ – 6,63 µm
- Compacta con sensor de 1/2″ – 5,92 µm
- Compacta con sensor de 1/2,3″ – 5,67 µm
- Compacta con sensor de 1/3″ – 4,44 µm
- 6×6 cm (Formato medio) – 62,76 µm.
Con todo, el efecto será visible como pérdida de nitidez de la imagen, siendo más evidente en sujetos con bordes afilados que interrumpan la luz.