a) Ondas Mecánicas: Son todas aquellas ondas que necesitan de un medio material para propagarse y existir.

Transcripción

1 Onda: Propagación de una perturbación a través de un medio material o del vacío, las ondas al propagarse no transportan materia solo transportan energía. Clasificación de la Ondas Las ondas al igual que cualquier fenómeno se pueden clasificar a partir de distintos criterios, las ondas en particular se clasifican a partir de 3 criterios, estos son: I. Según su Naturaleza a) Ondas Mecánicas: Son todas aquellas ondas que necesitan de un medio material para propagarse y existir. b) Ondas Electromagnéticas: Son todas aquellas ondas que no necesitan de un medio material para propagarse y existir, pueden hacerlo incluso en el vacío. II. Según su Oscilación. a) Ondas Transversales: Son todas aquellas ondas en las que la dirección del movimiento oscilatorio, de las partículas del medio por el cual se propaga la onda, es perpendicular (forma un ángulo de 90º) a la dirección de propagación de la onda. b) Ondas Longitudinales: Son todas aquellas ondas en las que la dirección del movimiento oscilatorio, de las partículas del medio por el cual se propaga la onda, es igual a la dirección de propagación de la onda. III. Según su propagación. a) Ondas Viajeras: Son todas aquellas ondas que tienen la capacidad de propagarse libremente a través de un punto a otro del espacio. b) Ondas Estacionarias: Son ondas que parecen no avanzar, estas ondas se generan cuando dos ondas viajeras se superponen (están en el mismo lugar al mismo tiempo) al propagarse en sentidos contrarios.

2 Características de las ondas Todos los tipos de ondas tienen las mismas características, ya sean transversales o longitudinales. Las características más importantes son: 1. Amplitud de onda. (A) Corresponde a la distancia máxima que se puede separar una partícula del medio que oscila, medida en forma perpendicular a la línea que representa la posición de equilibrio del medio. 2. Monte o cresta (C) y valle (V). El monte o cresta, es el punto que está más alejado de la posición de equilibrio del medio donde se propaga una onda. Suele representarse con esa nominación al punto que se dibuja en la parte de arriba de la onda. El valle también es el punto más alejado de la posición de equilibrio de una onda, pero en el lado opuesto al lugar donde se ubican los montes o crestas. En una onda longitudinal el monte o cresta recibe el nombre de zona de compresión y el valle se denomina refracción. 3. Longitud de onda. (λ) Corresponde a la distancia, en línea recta, entre dos puntos de una onda que tienen la misma posición relativa. Esto ocurre, por ejemplo, entre dos crestas sucesivas, o también entre dos valles sucesivos. 4. Periodo. (T) Corresponde al tiempo que tarda un punto, del medio donde se propaga la onda, en completar una oscilación. También corresponde al tiempo que tarda una onda en propagarse una distancia equivalente a una longitud de onda. 5. Frecuencia. (f) La frecuencia corresponde a la cantidad de oscilaciones que ocurren en una unidad de tiempo. La frecuencia se mide en Hertz, que se abrevia Hz.

3 6. Velocidad de propagación. (v) Representa la distancia que recorre una onda en cada unidad de tiempo. 7.-Nodo: es el punto donde la onda cruza la línea de equilibrio. 8.-Elongación: es la distancia que hay en forma perpendicular entre un punto de la onda y la línea de equilibrio. Reflexión de las ondas Se presenta cuando éstas encuentran un obstáculo que les impide propagarse, chocan y cambian de sentido sin modificar sus demás características. Esto se conoce con el nombre de Principio de Superposición, que puede ser enunciado, para el caso de desplazamientos, de la siguiente manera: Cuando dos o más ondas interfieren, el desplazamiento neto que experimenta que experimenta cada una de las partículas del medio será igual a la suma de los desplazamientos que habrían causado individualmente cada una de las ondas como si las demás no existiesen. Ver la superposición de dos ondas que se mueven en la misma dirección. Físicamente, la importancia del principio de superposición, es que hace posible analizar un movimiento ondulatorio complicado descomponiéndolo en una combinación de ondas armónicas simples. Según esto: Existen dos tipos de interferencia: Interferencia constructiva e Interferencia destructiva. La interferencia constructiva ocurre cuando en un punto de un medio interfieren ondas que tienen un desplazamiento en la misma dirección. Las ondas se refuerzan mutuamente cuando se superpone una cresta a otra cresta (o un valle a otro valle). Como en la primera figura de abajo, ambas ondas (la roja y la azul) tienen la forma de una cresta, el medio tiene un desplazamiento hacia arriba que es mayor que el

4 desplazamiento de las dos ondas que interfieren. El desplazamiento del medio es mostrado en color verde. La interferencia destructiva ocurre cuando en un punto de un medio interfieren ondas que tienen desplazamientos en direcciones opuestas. Las ondas se anulan cuando se superpone una cresta a un valle. Como en la segunda figura de arriba, la onda que tiene la forma de cresta (la roja) tiene un desplazamiento hacia arriba mientras que la onda que tiene la forma de valle (la azul) tiene un desplazamiento hacia abajo, el medio tiene un desplazamiento que es igual a la diferencia de los módulos de los desplazamientos de las dos ondas que interfieren. El desplazamiento del medio es mostrado en color verde. Ondas estacionarias. Las ondas estacionarias no son ondas de propagación sino los distintos modos de vibración de una cuerda, una membrana, etc. Las ondas estacionarias son aquellas en las que ciertos puntos de la onda llamados nodos, permanecen inmóviles. En este tipo de ondas, las posiciones donde la amplitud es máxima se conocen como antinodos (o vientres), los cuales se forman en los puntos medios entre dos nodos. Cuando dos ondas de igual amplitud, longitud de onda y velocidad avanzan en sentido opuesto a través de un medio se forman ondas estacionarias.

5 Refracción de las ondas Se denomina refracción de una onda al cambio de dirección y de velocidad que experimenta ésta cuando pasa de un medio a otro medio en el que puede propagarse. Cada medio se caracteriza por su índice de refracción. En la refracción hay tres elementos: rayo incidente, línea normal o perpendicular a la superficie y rayo refractado. Se llama ángulo de incidencia al que forma la normal con el rayo incidente y ángulo de refracción al formado por la normal y el rayo refractado. Cuando la onda pasa de un medio a otro en el que la onda viaja más rápido, el rayo refractado se acerca a la normal, mientras que si pasa de un medio a otro en el que la onda viaja a menos velocidad el rayo se aleja de la normal. Difracción de las ondas Se denomina difracción de una onda a la propiedad que tienen las ondas de rodear los obstáculos en determinadas condiciones. Cuando una onda llega a un obstáculo (abertura o punto material) de dimensiones similares a su longitud de onda, ésta se convierte en un nuevo foco emisor de la onda. Esto quiere decir, que cuando una onda llega a un obstáculo de dimensión similar a la longitud de onda, dicho obstáculo se convierte en un nuevo foco emisor de la onda. Cuanto más parecida es la longitud de onda al obstáculo mayor es el fenómeno de difracción.