Tema 6 Fenómenos ondulatorios.

Fenómenos ondulatorios

Frente de ondas o superficie de onda: es la superficie constituida por todos los puntos que en un momento dado vibran en concordancia de fase. Rayos: son las rectas que indican la dirección de propagación del movimiento ondulatorio. Todo punto de un frente de onda se convierte en un centro puntual productor de ondas elementales secundarias, de igual velocidad y frecuencia que la onda inicial, cuya superficie envolvente constituye un nuevo frente de onda.

Difracción Desviación en la propagación rectilínea de las ondas, cuando estas atraviesan una obertura o pasan próximas a un obstáculo. Si la obertura es de tamaño comparable a la longitud de onda, los rayos cambian su dirección al llegar a ella. principio de Huygens

Reflexión Fenómeno por el cual , al llegar una onda a la superficie de separación de dos medios, es devuelta al primero de ellos junto con una parte de la energía del movimiento ondulatorio, cambiando su dirección de propagación y sentido.

El rayo incidente, la normal a la superficie en el punto de incidencia y el rayo reflejado están situados en el mismo plano.

El ángulo de incidencia i y el ángulo de reflexión r son iguales.

i=r

Refracción

Llamamos refracción al fenómeno por el cual, al llegar una onda a la superficie de separación de dos medios, penetra y se transmite en el segundo de ellas con una parte de la energía del movimiento ondulatorio, cambiando su dirección de propagación.

sen isen r

=v1v2

=n2n1

=n2,1

Polarización Decimos que una onda no está polarizada cuando son igualmente posibles todas las direcciones de las partículas del medio a lo largo del tiempo. De lo contrario, hablamos de ondas polarizadas.

Polarización rectilínea o lineal una onda está polarizada si la vibración tiene lugar siempre siguiendo rectas con la misma dirección perpendicular a la dirección de propagación. En ese caso, llamamos plano de polarización al formado por la dirección de vibración y la dirección de propagación.

Polarización circular y polarización elípticaUna onda está polarizada circularmente o elípticamente si la vibración de un punto a lo largo del tiempo tiene lugar siguiendo respectivamente, círculos o elipses situados en planos perpendiculares a la dirección de propagación de la onda.

Fenómenos por superposición de ondas La superposición de dos o más movimientos ondulatorios en un punto del medio se denomina interferencia.

Principio de superposición.Un punto que es alcanzado simultáneamente por dos ondas que se propagan por él, experimenta una vibración que es suma de las que experimentaría si fuera alcanzada por cada una de las ondas por separado.

Interferencia de dos ondas armónicas coherentes

Interferencia constructiva Decimos que se produce interferencia constructiva cuando A es máxima en valor absoluto. x1−x2=n·λ A=A1+A2

La amplitud del movimiento resultante es máxima, e igual a la suma de la amplitud de los movimientos componentes.

Interferencia destructiva Decimos que se produce interferencia destructiva cuando A es mínima.

A=A1−A2 x1−x2=(2n+1) · λ2

Llamamos vientres a los puntos que las ondas alcanzan en concordancia de fase para los que la amplitud es máxima

Llamamos nodos a los puntos que las ondas alcanzan en oposición de fase para los cuales la amplitud es nula.

Ondas estacionarias Llamamos onda estacionaria a la onda producida por interferencia de dos ondas

armónicas de igual amplitud y frecuencia que se propagan en la misma dirección y sentido contrario.

La onda estacionaria es armónica de igual frecuencia que las componentes y su amplitud, A, es independiente del tiempo. No transporta energía.

Ondas estacionarias de una cuerda. Como en toda onda estacionaria, los puntos de la cuerda, exceptuando los nodos, oscilan al mismo tiempo con movimiento armónico de igual frecuencia aunque de amplitud variable que depende de su posición.

Cuerda fija o tubo abierto

Distancia nodo-nodo = λ2

Distancia nodo-vientre = λ4

a) Cuerda fija en 2 extremos L=nλ2

b) Cuerda fija por un extremoL=(2n−1) λ4

c) Tubos abiertos por los 2 extremos L=nλ2

d) Tubo abierto por un extremo L=(2n−1) λ4

Fenómenos debidos al movimiento de la fuente y del receptor. El efecto Doppler consiste en el cambio que experimenta la frecuencia con que percibimos un movimiento ondulatorio respecto de la frecuencia con la que ha sido originado, a causa del movimiento relativo entre al fuente y el receptor.

f '=fv∓v Rv∓v F

a) Foco se acerca a Receptor – abajob) Foco se aleja de Receptor + abajoc) Receptor se acerca a Foco + arribad) Receptor se aleja de Foco – arriba