Fenómenos ondulatorios: tipos y elementos de las ondas

Ondas

En un movimiento ondulatorio se difunde energía entre dos puntos del medio sin que haya transporte de materia.

Tipos de ondas

Ondas longitudinales: esto ocurre cuando el movimiento de las partículas es paralelo a la dirección de propagación.

Ondas transversales: esto ocurre cuando el movimiento de las partículas es perpendicular a la dirección de propagación.

clasificación de las ondas, según el medio de propagación

Ondas mecánicas: son las ondas mecánicas que difunden energía a través de un medio elástico (sólido, líquido o gaseoso).

Ondas electromagnéticas: las ondas electromagnéticas se propagan en el vacío. Difunden energía por las oscilaciones de campos eléctricos y campos magnéticos.

Elementos

La longitud de onda (l): es la distancia entre dos puntos en los que empieza a repetirse al movimiento.

La amplitud de onda (A): es la distancia máxima que alcanza una partícula con respecto a su posición de equilibrio.

La frecuencia (f): es el número de ondas generadas en la unidad de tiempo.

El período (T): es el tiempo en el cual se produce una onda, que coincide con el tiempo que tarda un punto en dar una vibración completa.

La velocidad de propagación (v): es la velocidad con la que se desplaza la perturbación por el medio. Depende de la elasticidad y de la rigidez del medio.

Fenómenos ondulatorios

Reflexión: Si una onda incide sobre un cuerpo que obstaculiza su propagación se refleja, esto significa que vuelve al medio en el cual se propaga. Cierta cantidad de energía que transporta la onda es absorbida por el cuerpo sobre el cual incide, y otra parte de energía vuelve como una onda de igual frecuencia y velocidad. esto ocurre cuando la luz llega a un espejo.

Refracción: La refracción se produce cuando una onda llega a una superficie que separa dos medios de propagación distintos. Una determinada cantidad de energía se transfiere al mismo medio, pero otra parte se propaga en el otro medio, se dice que la onda se refracta.

Difracción: La difracción se produce cuando una onda llega a una ranura o un obstáculo de tamaño comparable con su longitud de onda. La onda se desvía como si el obstáculo emitiese una onda esférica.

Interferencia: Puede ocurrir que existan varias fuentes emisoras en un mismo lugar, por lo cual se produce una superposición de ondas.

Si las ondas llegan a un mismo punto, pero no están en concordancia de fase ni en contrafase, sus efectos se suman, mientras que si las ondas llegan al mismo punto manteniendo igual diferencia de fase, siempre en concordancia o en contratase, independientemente del tiempo, se dice que son ondas coherentes.

Ley de Snell

La refracción es el cambio de dirección que experimenta una onda al pasar de un medio material a otro. Sólo se produce si la onda incide oblicuamente sobre la superficie de separación de los dos medios y si estos tienen índices de refracción distintos. La refracción se origina en el cambio de velocidad de propagación de la onda, cuando pasa de un medio a otro.

Ondas estacionarias

un caso particular de interferencia que se produce cuando se superponen dos ondas de la misma dirección, amplitud y frecuencia, pero sentido contrario. En una onda estacionaria los distintos puntos que la conforman oscilan en torno a su posición de equilibrio a medida que transcurre el tiempo pero el patrón de la onda no se mueve

Los puntos donde interfieren de manera destructiva se denominan nodos y en los que interfiere de manera no destructiva antinodos. Es muy importante hacer notar que una onda estacionaria hay dos ondas.

Las ondas estacionarias permanecen confinadas en un espacio (cuerda, tubo con aire, membrana, etc.).

La amplitud de la oscilacion para cada punto depende de su posición, la frecuencia es la misma para todos y coincide con la de las ondas que interfieren.

Tiene puntos que no vibran (nodos), que permanecen inmóviles, estacionarios, mientras que otros (vientres o antinodos) lo hacen con una amplitud de vibración máxima, igual al doble de la de las ondas que interfieren, y con una energía máxima.

El nombre de onda estacionaria proviene de la aparente inmovilidad de los nodos. La distancia que separa dos nodos o dos antinodos consecutivos es media longitud de onda.