Preuniversitario Pedro de Valdivia Ondas I Preuniversitario Pedro de Valdivia

Ondas Una onda es una perturbación que viaja en el espacio, transportando energía sin necesariamente desplazar masa. También se conoce como una propagación de una perturbación en el medio.

Clasificación de las ondas

Medios de propagación Ondas Mecánicas Ondas Electromagnéticas Necesitan de un medio físico para propagarse No necesariamente requieren de un medio para desplazarse, se pueden propagar tanto en el vacío como en un medio elástico.

Número de oscilaciones Pulso o perturbación Ondas periódicas Se produce cuando todo el medio se encuentra en reposo hasta que llega un impulso que rompe el equilibrio. Cuando esta perturbación pasa, el medio permanecerá en reposo. Todas las partículas del medio tienen un movimiento periódico debido a que la fuente que origina la perturbación genera pulsos en forma constante.

Pulsos Situación 1: Situación 2 Situación 3.a Situación 3.b

Dirección de propagación Ondas Transversales Ondas Longitudinales Todas las partículas del medio vibran en forma perpendicular con respecto a la dirección de la propagación de la onda. Las partículas del medio vibran en la misma dirección de la onda.

¿Onda transversal o longitudinal? En una fila de personas que esperan comprar boletos, la primera persona sale y un pulso de movimiento se presenta a medida que cada persona camina hacia adelante para llenar el espacio que deja la persona anterior. A medida que cada persona camina hacia adelante el espacio se mueve a través de la fila. La propagación de ese espacio es: Considere la “ola” en un juego de fútbol. Las personas se ponen de pie y levantan sus brazos a medida que la ola llega a sus posiciones, y el pulso resultante se mueve alrededor del estadio. La propagación de esta “ola” es: Longitudinal Transversal

Dimensión de vibración Unidimensional:   Bidimensional: Tridimensional:

Características del movimiento ondulatorio Elementos espaciales de una onda.

Elementos espaciales de una onda Cresta Eje de referencia Valle

Elementos espaciales de una onda Amplitud (A): Corresponde a la máxima distancia que existe entre un eje de referencia y la cresta o valle de la onda. 𝜆 Longitud de onda (𝝀): Corresponde a la medida de una onda completa. La distancia entre una cresta y la siguiente.

Elementos espaciales de una onda

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Características del movimiento ondulatorio Elementos temporales de una onda.

Elementos temporales de una onda Período: Intervalo de tiempo requerido para que un elemento complete un ciclo de su oscilación y para que la onda viaje una longitud de onda. Frecuencia: Es el número de crestas (valles o cualquier punto en la onda) que pasan por un punto determinado en una unidad de tiempo. T 𝒇= 𝒏º 𝒅𝒆 𝒓𝒆𝒑𝒆𝒕𝒊𝒄𝒊𝒐𝒏𝒆𝒔 𝒕𝒊𝒆𝒎𝒑𝒐 𝒇= 𝟏 𝑻 T(s)

Elementos temporales de una onda ¿Cómo dibujarían una onda de alta frecuencia y una onda de baja frecuencia?

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Características del movimiento ondulatorio Rapidez de propagación.

Rapidez de propagación La unidad física de la rapidez en el Sistema Internacional es metro/segundo (𝑚/𝑠). Donde 𝑑 es la distancia, y 𝑡 es el tiempo empleado en recorrer esa distancia. 𝒗= 𝒅 𝒕 Para una ondas estas cantidades se expresarían como: 𝒗= 𝝀 𝑻 𝒗=𝝀∙𝒇 Donde la rapidez se mide en 𝑚/𝑠, la longitud de onda en 𝑚, y la frecuencia en 𝐻𝑧.

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Recordemos 𝑣=𝜆∙𝑓 Medios de propagación Número de oscilaciones Dirección de propagación Elementos Espaciales Elementos Temporales Rapidez de propagación 𝑣=𝜆∙𝑓

Recordemos

Fenómenos ondulatorios. Reflexión Refracción Difracción Interferencia Polarización

Fenómenos ondulatorios Reflexión Es el cambio de dirección de una onda debido al choque de esta última con un obstáculo sólido o rígido. En la reflexión la onda cambia su dirección de propagación, pero no cambia de medio.

Ley de la Reflexión: La medida del ángulo de incidencia es igual a la medida del ángulo de reflexión.

Fenómenos ondulatorios Refracción Este fenómeno ocurre cuando una onda pasa desde un medio a otro distinto. Cuando esto sucede, la frecuencia de la onda permanece constante pero su velocidad y su longitud de onda cambian. Video

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Fenómenos ondulatorios Difracción Se produce cuando un frente de ondas pasa a través de una rendija simple o una rendija doble, cuyo ancho es menor que la longitud de la onda. Video

Fenómenos ondulatorios Interferencia Se produce cuando sobre un punto inciden dos o más ondas, agrandando o achicando la amplitud de la onda resultante. En palabras simples, es el efecto que producen dos o más ondas que se superponen al viajar por el mismo medio al mismo tiempo. La interferencia se dividen en constructivas (ondas en fase) o destructivas (ondas en desfase).

Si las ondas están en “fase” la interferencia se denomina “constructiva”. En este caso la amplitud de la onda resultante es la suma de las amplitudes individuales de cada onda. Si las ondas están en “desfase” la interferencia se denomina “destructiva”. En este caso la amplitud de la onda resultante es la resta de las amplitudes individuales de cada onda.

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Fenómenos ondulatorios Polarización La polarización de una onda ocurre cuando ésta pasa a través de un “colador” que selecciona sólo aquellas que tengan un determinado plano de vibración. Video

Ondas estacionarias Una onda estacionaria es la superposición de dos ondas que poseen la misma frecuencia, el mismo período, la misma amplitud y la misma velocidad pero con sentido contrario. Una onda estacionaria esta compuesta por nodos y antinodos (vientres).

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secundario a la derecha del primario. Dos refracciones y una reflexión en las gotitas de agua producen luz en todos los ángulos, hasta unos 42°, con la intensidad concentrada donde vemos el arcoíris entre 40° y 42°. No sale luz de una gotita de agua en ángulos mayores que 42°, a menos que sufra dos o más reflexiones dentro de la gota. Entonces, el cielo brilla más dentro del arcoíris que fuera de él. Observa el tenue arcoíris secundario a la derecha del primario. La doble reflexión en una gota produce un arcoíris secundario.

Fin… 