¿cuáles son las características de una onda? ¿cuáles son...

¿Cuáles son las características de una onda?

¿Cuáles son los tipos de ondas que existen?

¿Cuáles son las diferencias más importantes entre

las ondas mecánicas y las electromagnéticas?

¿En qué consisten los fenómenos ondulatorios de : Reflexión Refracción Dispersión Polarización Interferencia Difracción?

Una onda es la propagación de una perturbación en el espacio/tiempo. Sus características principales son:

Requiere de una fuente de generación de la perturbación (continua o instantánea). Transporta energía y momento en grandes distancias, NO materia. Las partículas del medio (si es que las hay), se mueven distancias pequeñas (vibración). Se puede transmitir información sobre el origen de la perturbación.

Dependiendo de su origen físico, las ondas se pueden clasificar en dos tipos: ondas mecánicas y ondas electromagnéticas

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/43/2006-01-14_Surface_waves.jpg

http://www.youtube.com/watch?v=aKGgsLHN1dc&feature=related

Requieren un medio material para propagarse. Pueden ser longitudinales y transversales. Su velocidad depende de la conexión física por medio de la cual las partes adyacentes se afectan entre sí Elasticidad, temperatura …

Pueden propagarse en un medio y en el vacío. Siempre son transversales. En el vacío todas tienen la misma velocidad (c) y ésta cambia cuando se propagan en un medio dependiendo de sus propiedades.

http://www.astronomynotes.com/light/s3.htm http://www.youtube.com/watch?v=aKGgsLHN1dc&feature=related

La dirección de propagación de la onda es paralela a la dirección de vibración de las partículas del medio.

La dirección de propagación de la onda es perpendicular a la dirección de vibración de las partículas del medio o del campo.

La mayoría de las ondas se pueden descomponer en componentes longitudinales y/o transversales.

http://physics-animations.com/Physics/English/waves.htm http://physics-animations.com/Physics/English/waves.htm

La onda reflejada cambia de dirección y de fase (ϕ = π) cuando se refleja en una superficie DURA (uno de los extremos está fijo) La onda reflejada cambia de dirección pero NO de fase (ϕ = 0) cuando se refleja en una superficie BLANDA (uno de los extremos está libre)

ρA < ρB

ρA > ρB

La onda reflejada cambia de fase cuando se refleja en un medio más denso que el incidente. El ángulo de incidencia es igual al ángulo de reflexión.

http://paws.kettering.edu/~drussell/Demos/ reflect/reflect.html

http://light.physics.auth.gr/images/enc/reflection.jpg

http://faraday.physics.utoronto.ca/PVB/Harrison/Flash/Waves/Refraction/Refraction.html

http://physics.ucsd.edu/students/courses/fall2002/physics2cl/Manual/2CLmanual_revised-2_files/image544.jpg

La refracción es el cambio de dirección de una onda provocado por un cambio en su velocidad al propagarse dentro de un medio.

En el caso de ondas electromagnéticas, se sigue la ley de Snell:

2211 sinsin nn

v

cn

El índice de refracción absoluto (sin absorción) se define como:

http://physics-animations.com/Physics/English/optics.htm

La dispersión es el cambio de dirección de una onda en función de su longitud de onda. El índice de refracción depende de λ La velocidad es una función de λ. La expresión matemática que describe la relación entre la velocidad y la longitud de onda (o frecuencia) se llama relación de dispersión.

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/6/63/Dispersion_prism.jpg

n

cvn

http://physics-animations.com/Physics/English/optics.htm

http://light.physics.auth.gr/images/enc/pol.gif

La polarización se refiere a la orientación de las oscilaciones en el plano perpendicular a la dirección de propagación de la onda. Las ondas longitudinales NO exhiben polarización porque las oscilaciones son paralelas a la dirección de propagación. Los filtros polarizadores sirven para elegir o causar una cierta polarización de la onda incidente.

http://www.explainthatstuff.com/waveinterference.gif

http://paws.kettering.edu/~drussell/Demos/superposition/superposition.html#standing

La interferencia se produce debido a la superposición de dos o más ondas. Dependiendo de la diferencia de fase (ϕ) entre las ondas se pueden producir condiciones de:

Interferencia constructiva (ϕ = 0) : La amplitud de la onda resultante es mayor a la de las ondas originales.

Interferencia destructiva (ϕ = π) : La amplitud de la onda resultante es menor a la de las ondas originales. Las condiciones de interferencia también se producen debido a la diferencia de trayectorias entre dos o más ondas.

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/e/e8/Diffraction_through_Pinhole.svg/500px-Diffraction_through_Pinhole.svg.png

http://www.smeter.net/propagation/diffrac1.php

La difracción ocurre cuando una onda se “dobla” para atravesar un obstáculo o se esparce después de atravesar un orificio pequeño (del orden de la longitud de onda).

Un frente de ondas plano presenta un patrón de difracción producido por la interferencia de las ondas difractadas que proporciona información sobre las dimensiones del orificio u objeto difractante.

1. Una serie de pulsos de 15 cm de amplitud,

son enviados por una cuerda que está fija a

un poste por un extremo. Los pulsos se

reflejan en el poste sin perder amplitud.

Cuando un pulso incidente se cruza

completamente con uno reflejado, ¿cuál es

la amplitud resultante si

a) la cuerda está unida rígidamente al

poste?

b) el extremo puede deslizarse libremente

hacia arriba o hacia abajo del poste?

http://paws.kettering.edu/~drussell/Demos/reflect/reflect.html

2. Un vidrio tiene una capa de hielo en la superficie. Calcule el

ángulo de transmisión de un haz de luz que incide a 30° si

los índices de refracción del hielo y el vidrio son 1.31 y 1.52,

respectivamente.

3. Luz de longitud de onda de 600 nm en el vacío entra a un

bloque de vidrio donde n=1.5. Calcule su longitud de onda

en el vidrio.

4. Calcule el índice de refracción de un medio si quisiéramos

reducir la velocidad de la luz en un 10% comparada con su

velocidad en el vacío.

5. Partiendo de la identidad trigonométrica:

Calcule la amplitud, la frecuencia y la fase de la onda

resultante de la interferencia de las siguientes dos ondas y

diga cuando la interferencia es constructiva y cuando es

destructiva:

y

a) Cuando ϕ = 0

b) Cuando ϕ = π/6

c) Cuando ϕ = 3π/2

d) Cuando ϕ = π

2cos

2sin2sinsin

BABABA

txtxy641 sin6, txtxy

642 sin6,