Movimiento ondulatorio

Movimiento ondulatorio

1. Perturbación en una propiedad del medio en la que se propaga energía pero no materia

2. Tipos de ondas

   • Según la duración de la perturbación
     • Pulso
       • Perturbación aislada
     • Tren de ondas
       • Conjunto de pulsos
   • Según el medio en el que se propaga
     • Ondas mecánicas
       • Requieren medio de propagación
     • Ondas electromagnéticas
       • No requieren medio de propagación
   • Según la relación entre la dirección de vibración y la dirección de propagación
     • Ondas transversales
       • Dirección de vibración y propagación perpendiculares
     • Ondas longitudinales
       • Misma dirección de vibración y propagación
   • Según la forma en la que se propagan las ondas
     • Frente de ondas
       • Conjunto de puntos que en un mismo instante están afectados por el mismo estado de perturbación
       • Medios homogéneos e isótropos
         • Ondas
           • Unidimensionales
             • Frentes de onda puntuales
           • Bidimensionales
             • Frentes de onda circulares
           • Tridimensionales
             • Frentes de onda esféricos

3. Magnitudes de las ondas

   • Periodo ( T )
     • Tiempo que tarda en propagarse la longitud de onda
   • Frecuencia ( f )
     • Número de veces que un punto repite cierto estado de perturbación por segundo
     • f = 1/T
     • ω = 2πf
   • Longitud de onda ( λ )
     • Distancia entre 2 puntos sucesivos que están en el mismo estado de perturbación
   • Amplitud ( A )
     • Máxima elongación con la que vibran las partículas del medio
   • Velocidad de propagación ( v )
     • Desplazamiento de la perturbación por segundo que depende de las características del medio
     • v = λ/T
   • Número de onda ( k )
     • Cantidad de ondas completas contenidas en una distancia 2π metros
     • k = 2π/λ = ω/v

4. Ecuación de una onda armónica transversal unidimensional

   • y (x,t) = Asen(ωt +-kx + φ0)

5. Onda mecánica armónica

   • Energía ( E )
     • E = (1/2)kA² = (1/2)mω²A²
     • Potencia ( P )
       • Relación entre la energía y el tiempo que tarda en atravesar una zona esférica
       • P = dE/dt = 2πpω²A²r²v
   • Intensidad ( I )
     • Relación entre la potencia y la superficie a través de la que se propaga
     • I = dE/dtSN = P/SN = (1/2)pω²A²v
     • I1/I2 = A1²/A2²
     • I = I0e^-βx

6. Leyes de Snell

   • Reflexión de una onda en la superficie de separación de 2 medios
     • 1º. El rayo incidente, la normal y el rayo reflejado se encuentran en el mismo plano
       • 2º. El ángulo de incidencia y el de reflexión son iguales
     • i^ = r^
   • Refracción de una onda cuando se transmite a otro medio
     • 1º. El rayo incidente, la normal y el rayo refractado se encuentran en el mismo plano
       • 2º. La relación entre las velocidades de propagación en los medios de incidencia y de refracción viene dada por
         • (seni^)/(senr´^) = vi/vr´
   • Índice de refracción
     • n = v0/vm
   • 2ª ley de refracción
     • niseni^ = nr´senr´^

7. Ángulo límite

   • senL^ = (nr´/ni)sen90º = nr´/ni

8. Principio de huygens

   • Todos los puntos de un frente de ondas se comportan como focos emisores de ondas elementales o secundarias que se propagan en todas direcciones
     • En un instante dado, el nuevo frente de ondas será la envolvente de las ondas secundarias
   • Difracción
     • Fenómeno que se produce cuando un frente de onda llega a un orificio u obstáculo pequeño
       • El orificio se convierte en un foco emisor de ondas
   • Ondas estacionarias
     • Fenómeno que se produce cuando el medio por el que se propaga la onda está fijo. Al llegar al extremo fijo, la onda se refleja, generando una onda estacionaria

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