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

Calculation of the diffusion coefficient in liquids by double exposure holographic interferometry: a theoretical study.

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.