- izquierda a derecha
+ derecha a izquierda
VIBRACIONES Y ONDAS
12. ONDAS LUMINOSAS.
CARACTERÍSTICAS ESPECÍFICAS
El conjunto de frecuencias-energías que componen las ondas electromagnéticas recibe el nombre de ESPECTRO ELECTROMAGNÉTICO. Según el rango de energía considerando las zonas del espectro, reciben diferentes denominaciones. Las divisiones se basan en los métodos que se precisan para generar y detectar las diversas clases de radiación
11. ONDAS SONORAS.
CARACTERÍSTICAS ESPECÍFICAS
3. INTENSIDAD
Permite identificar un sonido como fuerte o débil. Está relacionado con la amplitud de la onda
β = 10 · log (I/Io)
2. TIMBRE
Permite distinguir sonidos de la misma frecuencia y amplitud producidos por instrumentos diferentes. Tiene que ver con la forma de las ondas emitidas
1. TONO
Cualidad que permite distinguir los sonidos agudos de los graves. Se relaciona con la frecuencia de la onda
9.DIFRACCIÓN Y POLARIZACIÓN
POLARIZACIÓN
Restringir a una onda alguno de los modos de vibración que esa onda tiene. Siempre será una onda transversal (la dirección de vibración es perpendicular a la velocidad de propagación)
DIFRACCIÓN
Desviación de la propagación rectilínea que experimenta una onda cuando se encuentra con un obstáculo o una abertura. Me obligo a que el tamaño de la abertura sea comparable con la longitud de onda
8. REFLEXIÓN Y REFRACCIÓN
REFRACCIÓN
2. Cuando el rayo incidente se propaga a mayor velocidad que el rayo refractado, el ángulo de incidencia es mayor que el ángulo de refracción
ÓPTICA
índice de refracción: n = velocidad referencia/velocidad medio = c/v
sen ε1 / sen ε2 = v1/v2
1. El rayo incidente, el refractado y la normal son coplanarios
REFLEXIÓN
2. El ángulo que forma el rayo incidente con la normal (ángulo de incidencia) es igual al que forma el rayo reflejado con ella
ε1 = ε2
1. El rayo incidente, el reflejado y la normal son coplanarios, es decir, están en el mismo plano
10. EFECTO DOPLER
Cambio aparente de frecuencia que se produce por el movimiento relativo entre el foco y el emisor
CASO 3
Receptor y emisor se acercan
fR = f · ((v+vR)/(v-vf))
λR = λ - vF·T - vR · T
Receptor y emisor se alejan
fR = f · ((v-vR)/(v+vf))
λR = λ +vF·T + vR · T
CASO 2
El receptor se acerca
fR = f · ((v+vR)/v)
λR = λ - vR · T
El receptor se aleja
fR = f · ((v-vR)/v)
λR = λ + vR · T
CASO 1
El emisor se acerca
fR = f · (v/(v-vf))
λR = λ - vF · T
El emisor se aleja
fR = f · (v/(v+vf))
λR = λ + vF · T
7. PRINCIPIO DE HUYGENS
Explica cómo se propaga un frente de ondas
Las ondas se propagan de tal forma que cualquier punto de un frente de ondas se convierte en un foco emisor de ondas secundarias elementales con la misma velocidad que la onda principal, siendo el nuevo frente de onda la envolvente resultante de interferir dichas ondas secundarias elementales
6. ONDAS ESTACIONARIAS
Son aquellas ondas que resultan del encuentro de dos ondas, de igual longitud de onda, frecuencia o amplitud que se propagan en la misma dirección pero en sentidos opuestos
La onda resultante presenta puntos inmóviles (nodos) y puntos que se mueven de forma que al vibrar presentan una amplitud máxima
DISTANCIA ENTRE UN NODO Y UN VIENTRE
(2n + 1)(λ/4) - 2n(π/4) = λ/4
DISTANCIA ENTRE DOS NODOS/VIENTRES
dn+1 - dn = λ/2
ELONGACIÓN DE LA ONDA RESULTANTE
y = A' cos wt
1. INTRODUCCIÓN. DESCRIPCIÓN FÍSICA.
CONCEPTOS BÁSICOS Y CLASIFICACIÓN
CLASIFICACIÓN DE LAS ONDAS
Relación de dirección de propagación/vibración
transversales
Cuando la vibración es perpendicular al desplazamiento
longitudinales
Cuando tienen misma dirección
Frente de ondas
esféricas
circulares
planas
Tipo de propagación
tridimensional
bidimensional
unidimensional
Por el medio de propagación
electromagnéticas
materiales
Por la magnitud
Escalares
Vectoriales
CONCEPTOS BÁSICOS
NÚMERO DE ONDA
k = 2π/λ = [rad/m]
VELOCIDAD DE PROPAGACIÓN [m/s]
Distancia que avanza la onda por unidad de tiempo.. En un medio homogéneo, la v de una onda no varía
v = λ/T = λ·f
FRECUENCIA f [Hz]
Número de ondas que se propagan en un segundo.
Número de vibraciones en un segundo.
Es la inversa del período.
PERÍDODO
Tiempo que tarda una vibración en recorrer un espacio igual a la longitud de onda. Coincide con el tiempo que tarda el punto vibrante en realizar una oscilación completa [T]=[s]
LOMGITUD DE ONDA λ
Distancia que separa dos puntos de igual fase. Después de ella, la onda se repite
FRENTE DE ONDAS
Lugar geométrico de los puntos que tienen el mismo valor de perturbación, esto es, que en un instante dado se encuentran en igualdad de fase.
FASE
de un punto vibrante en un instante dado es su estado de movimiento. definido por la elongación, dirección, sentido y velocidad.
DEFINICIÓN DE ONDA
Propagación de una perturbación en la que se
propaga energía y no materia
EJEMPLOS
En una cuerda se propaga la elongación y(x,t)
En una onda sonora se propaga la presión f(x,t)
2. ONDAS MONODIMENSIONALES
ARMÓNICAS
FÓRMULA DE UNA ONDA
y(x,t) = A · sen [2π (t/T ± k/λ + ϕ )]
y(x,t) = A · sen (ωt ± kx + ϕ )
derivo
v(t) = A ·ω· cos (ω·t ± kx + ϕ )
a(t) = - A·ω²· sen ( ω·t ± kx + ϕ )
3. ONDAS EN TRES DIMENSIONES.
ESTUDIO ENERGÉTICO
ONDAS ESFÉRICAS
E = ½ · m · A²·ω² · 2πr²
ONDAS CIRCULARES
E = ½ · m · A·ω² · 2πr
ONDAS PLANAS
E = ½ · m · A·ω²
4. INTENSIDAD DE
UNA ONDA. ABSORCIÓN
ABSORCIÓN DE UNA ONDA
Disminución que experimenta la intensidad de una de cualquier tipo que se propaga en un medio. Se produce en situaciones reales y depende de las características del medio (tipo de partículas, uniones entre ellas, etc.)
I = Io · e ^(-β·x)
ATENUACIÓN DE UNA ONDA
Disminución que experimenta la intensidad de una onda bidimensional o tridimensional que se propaga en un medio. Se produce incluso en situaciones ideales y depende de las características de la onda (f, v, etc.)
ONDA TRIDIMENSIONAL
I1/I2 = r2²/r1² → A1/A2 = r2/r1
ONDA BIDIMENSIONAL
I1/I2 = r2/r1 → A1/A2 = √r2/√r1
ONDA UNIDIMESIONAL
A = cte → I = cte → I1 = I2
La intensidad es la energía que transporta una onda por unidad de tiempo a través de una superfície
I = E/S·T = P/S = [w/m²]
5. INTERFERENCIAS
CONCLUSIÓN
La amplitud en cada punto depende de la diferencia de camino que haya recorrido cada una de la ondas originales
INTERFERENCIA DESTRUCITIVA
A'=0
x2 - x1 = (2n + 1) · (λ/2)
INTERFERENCIA CONSTRUCTIVA
A'=2A
x2 - x1 = n · λ
Se producen cuando varios movimientos ondulatorios que se propagan en un medio y coinciden en un punto, es decir, cuando ocurre la SUPERPOSICIÓN de dos o más ondas
PRINCIPIO DE SUPERPOSICIÓN
yp = y1 + y2
yp = 2Acos (ϕ/2) · sen (kx - wt + ϕ/2)
