NOMBRE: YAJAIRA GARCES CURSO: 3ro BGU “C” FECHA: 2014/01/02 1.
Ondas. A. Concepto de onda. Cuando una vibración o perturbación originada en una fuente o foco se propaga a través del espacio se produce una onda. En particular nos centraremos en las ondas armónicas ideales, que son aquellas en las que la vibración que se transmite es armónica simple en todos sus puntos. Este tipo de perturbación la produce un foco emisor o fuente de forma continua y se transmite a través de un espacio o medio capaz de transmitirla. B. Tipos de ondas. Existen distintos tipos de ondas como las siguientes:
Según el medio en que se propagan: • Ondas electromagnéticas: son producto de oscilaciones de un campo eléctrico. • Ondas mecánicas: necesitan un medio elástico o deformable para poder viajar.
• Ondas gravitacionales: son perturbaciones que afectan la geometría espaciotiempo. Según su propagación: • Ondas unidimensionales: estas ondas viajan en una única dirección espacial. • Ondas bidimensionales: estas ondas, en cambio, viajan en dos direcciones. • Ondas tridimensionales: estas ondas viajan en tres direcciones. Según su dirección: • Ondas transversales: la onda se desplaza de manera perpendicular. • Ondas longitudinales: las moléculas se desplazan paralelamente. Según su periodicidad: • Ondas no periódicas: son causadas por una perturbación aislada o se dan de manera repetida. • Ondas periódicas: son producidas por ciclos repetitivos de perturbaciones. C. Características de las ondas.
• Amplitud: Distancia máxima de una partícula a su posición de equilibrio o elongación máxima. • Ciclo: Recorrido de cada partícula desde que inicia una vibración hasta que vuelve a la posición inicial. • Longitud de onda: Distancia mínima entre dos partículas que vibran en fase, es decir, que tienen la misma elongación en todo momento. • Velocidad de propagación: Espacio recorrido por la onda en la unidad de tiempo. • Periodo: Tiempo en el que una partícula realiza una vibración completa. • Frecuencia: número de oscilaciones de las partículas vibrantes por segundo. 2.
Fenómenos ondulatorios.
A. Reflexión de las ondas. Reflexión de una onda es el cambio de dirección que experimenta ésta cuando choca contra una superficie lisa sin cambiar su medio de propagación. En la reflexión hay tres elementos: rayo incidente, línea normal y rayo reflejado. Se llama ángulo de incidencia al que forma la normal con el rayo incidente y ángulo de reflexión al formado por la normal y el rayo reflejado.
B. Refracción de las ondas. Es el cambio de dirección y de velocidad que experimenta una onda cuando pasa de un medio a otro. Cada medio se caracteriza por su índice de refracción. 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.
C. Difracción de las ondas. Es la propiedad que tienen las ondas de rodear los obstáculos en determinadas condiciones, es decir, que cuando una onda llega a un obstáculo de dimensión similar a la longitud de la onda, dicho obstáculo se convierte en un nuevo propagador de la onda. D. Interferencia de las ondas. Se denomina interferencia a la suma de dos o más ondas. Dependiendo fundamentalmente de las longitudes de onda, amplitudes y de la distancia relativa entre las mismas se distinguen dos tipos de interferencias:
Constructiva: se produce cuando las ondas chocan en fases, obteniendo una onda resultante de mayor amplitud que las ondas iniciales. Destructiva: es la superposición de ondas en antifase, obteniendo una onda de menor amplitud que las ondas iniciales.
3.
El sonido: Una onda longitudinal.
A. ¿Cómo se produce el sonido? El sonido se produce como resultado de la vibración de un cuerpo, que genera unas ondas que viajan en el medio que lo rodea. La propagación del sonido involucra transporte de energía sin transporte de materia. B. Velocidad de propagación. La velocidad con la que viaja el sonido depende del medio de propagación, por ejemplo en un donde las moléculas están separadas (materia en estado gaseoso) el sonido viaja a una velocidad menor comparada con un medio cuya materia es densa (líquido y sólido) donde el sonido se propaga con mayor velocidad. C. Cualidades del sonido. Intensidad: La intensidad o volumen es la cualidad que nos permite clasificar los sonidos en fuertes o débiles y está relacionada directamente con la magnitud física “Intensidad de la onda”.
Tono: Es una cualidad del sonido que nos permite clasificar los sonidos en altos y graves y está relacionada directamente con la magnitud física “frecuencia”. Timbre: Nos permite distinguir dos sonidos de la misma intensidad y la misma frecuencia. Por ejemplo nos permite distinguir el sonido de una trompeta y un violín aunque emitan la misma nota con la misma intensidad.
D. Efecto Doppler. El efecto Doppler es un fenómeno físico donde un aparente cambio de frecuencia de onda es presentado por una fuente de sonido con respecto a su observador cuando esa misma fuente se encuentra en movimiento. Este fenómeno lleva el nombre de su descubridor, Christian Andreas Doppler, un matemático y físico austríaco.
e) Contaminación acústica. Es exceso de sonido que altera las condiciones normales del ambiente en una determinada zona. El término "contaminación acústica" hace referencia al ruido, provocado por las actividades humanas (tráfico, industrias, locales de ocio, aviones, etc.), que produce efectos negativos sobre la salud auditiva, física y mental de los seres vivos.
F. Aplicaciones de ondas sonoras. Las ondas sonoras, aparte de estimular nuestro oído, se utilizan para numerosas aplicaciones técnicas y científicas. 1) El sonar: es una técnica que usa la propagación del sonido bajo el agua para navegar, comunicarse y detectar otros buques o bancos de pesca, utilizando la reflexión de la onda de forma similar a la que ocurre con el eco. 2) Ecografías: siguen un principio similar al del sonar, pero aplicado esta vez en medicina. 3) Medida de velocidades: como en los radares de nuestras carreteras aplicando el efecto Doppler. 4) En el mundo animal: algunos animales utilizan los ultrasonidos como un sonar y otros animales se comunican mediante ultrasonidos e infrasonidos. 4.
La luz: Una onda transversal. A. Naturaleza de la luz. La naturaleza física de la luz ha sido uno de los grandes problemas de la ciencia. Desde la antigua Grecia se consideraba la luz como algo de naturaleza corpuscular, eran corpúsculos que formaban el rayo luminoso. Así explicaban fenómenos como la reflexión y refracción de la luz. B. Propagación de la luz. La luz se puede propagar en el vacío o en otros medios. La velocidad a la que se propaga depende del medio. Propagación rectilínea. La luz se propaga en línea recta porque los corpúsculos que la forman se mueven a gran velocidad.
C. Reflexión de la luz. Reflexión: se sabe que la luz al chocar contra un espejo se refleja. Newton explicaba este fenómeno diciendo que las partículas luminosas son perfectamente elásticas y por tanto la reflexión cumple las leyes del choque elástico.
D. Refracción de la luz. Refracción: Newton supuso que la superficie de separación de dos medios de distinto índice de refracción ejercía una atracción sobre las partículas luminosas, aumentando así la componente normal de la velocidad mientras que la componente tangencial permanecía invariable.
E. Dispersión de la luz. Espectro Uno de los fenómenos de la luz natural es su descomposición en todos los colores del arco iris, desde el rojo hasta el violeta, cuando se refracta a través de algún material de vidrio, este fenómeno recibe el nombre de dispersión y es debido a que la velocidad de la luz en un medio cualquiera varía con la longitud de onda (el índice de refracción de un medio y por tanto la velocidad de la luz en el mismo depende de la longitud de onda. Cada color tiene una longitud de onda distinta). Así, para un mismo ángulo de incidencia, la luz se refracta con ángulos distintos para diferentes colores.
F. El espectro electromagnético.
El espectro electromagnético es el rango de todas las radiaciones electromagnéticas posibles. El espectro electromagnético se extiende desde las bajas frecuencias usadas para la radio moderna hasta los rayos gamma, que cubren longitudes de onda de entre miles de kilómetros y la fracción del tamaño de un átomo. Rango del espectro: El espectro cubre la energía de ondas electromagnéticas que tienen longitudes de onda diferentes. La energía electromagnética en una longitud de onda particular tiene una frecuencia asociada y una energía fotónica. Así, el espectro electromagnético puede expresarse en términos de cualquiera de estas tres variables, que están relacionadas mediante ecuaciones.