Resumen de Cálculo del coeficiente de difusión en líquidos por interferometría holográfica de doble exposición: estudio teórico

Martha Lucía Molina Prado, Yailinn Yadiana Calvo de Armas, Néstor Alonso Arias Hernández

• español

  En este trabajo se realiza un estudio teórico de la medición del coeficiente de difusión (CD) en sustancias líquidas con interferometría holográfica de doble exposición (IHDE). La difusión ha sido definida, a lo largo de la historia, como el fenómeno en que la materia se traslada en un sistema, desde regiones con concentraciones altas hasta aquellas regiones en las que la concentración es menor, consecuencia de los movimientos aleatorios de sus moléculas. La difusión procede gradualmente en la mezcla de las sustancias finalizando justo cuando las concentraciones se igualan; en el caso de sustancias en fase líquida, la difusión de un soluto en un solvente. Para el estudio de este proceso se han utilizado múltiples técnicas dentro de las que resaltan las ópticas, específicamente la interferometría holográfica, la cual asocia la precisión de las mediciones interferométricas con las ventajas de la holografía; al implementar IHDE, se logran comparar los frentes de onda, que en principio se separaron en el tiempo, permitiendo entonces que cualquier tipo de variación en el objeto analizado, por mínima que sea, pueda determinarse al conocer la longitud de onda característica de la luz empleada. En este artículo, se presenta el desarrollo teórico para la obtención de la expresión matemática desde la que se puede calcular el CD en líquidos, utilizando IHDE, resaltando que esta se halla a través de la comparación entre franjas interferenciales del mismo orden registradas en distintos tiempos, teniendo en cuenta las distancias, medidas desde la interface entre los dos líquidos, a las que estas aparecen. Finalmente se realiza un análisis de la expresión hallada y como esta se aplica a partir de datos obtenidos experimentalmente.

• English

  This work is carried out with the purpose of studying theoretically the measurement of the diffusion coefficient (DC) in liquid substances using double exposure holographic interferometry (DEHI). Diffusion has been defined, throughout history, as the phenomenon in which matter moves in a system, from regions with high concentrations to those regions where the concentration is lower, as a consequence of the random movements of its molecules. Diffusion proceeds gradually in the mixture of substances, ending just when the concentrations are equalized; in the case of liquid phase substances, the diffusion of a solute in a solvent. For the study of this process, multiple techniques have been used, among which the optical ones stand out, specifically holographic interferometry, which associates the precision of interferometric measurements with the advantages of holography; by implementing IHDE, it is possible to compare the wavefronts, which in principle were separated in time, thus allowing any type of variation in the analyzed object, however small, to be determined by knowing the characteristic wavelength of the light used. In this article, the theoretical development is presented to obtain the mathematical expression from which the CD in liquids can be calculated, using IHDE, highlighting that this is found through the comparison between interferential fringes of the same order recorded at different times, taking into account the distances, measured from the interface between the two liquids, at which they appear. Finally, an analysis of the expression found and how it is applied from experimentally obtained data is carried out.