VIBRACIONES Y ONDAS

SEGUNDO PERIODOSONIDO Y LUZ

El sonido es la propagación física de una perturbación (energía) en un medio, y la respuesta fisiológica y psicológica que, por lo general, se da a las ondas de presión en el aire.

SONIDO.

Para que existan las ondas sonoras debe haber una perturbación o vibraciones en algún medio. Las ondas sonoras en fluidos son principalmente ondas longitudinales. Sin embargo las perturbaciones sónicas que se mueven a través de sólidos pueden tener componentes tanto longitudinales como transversales.

Ondas sonoras.

Cuando las perturbaciones que viajan a través del aire llegan al oído, el tímpano (una pequeña membrana) se pone a vibrar por las variaciones de presión. Las características del oído limitan la percepción del sonido. Sólo las ondas de sonido son frecuencias entre aproximadamente 20 Hz y 20kHz (kilohertz) inician impulsos nerviosos que son interpretados como sonido por el cerebro humano. Por debajo de este intervalo se encuentra la región ultrasónica, y arriba de él la región ultrasónica.

Las frecuencias menores de 20 Hz están en la región infrasónica. Las ondas en esta región, que los humanos no pueden oír, se encuentran en la naturaleza. Las ondas longitudinales generadas por sismos tienen frecuencias infrasónicas, y usamos esas ondas para estudiar el interior de la Tierra. Son también generadas por el viento y los patrones del clima.

Infrasonido.

Por arriba de 20 kHz se tiene la región ultrasónica. Las ondas ultrasónicas pueden ser generadas por vibraciones de alta frecuencia en cristales. No pueden ser detectadas por los seres humanos, pero pueden serlo por otros animales.

Ultrasonido.

La óptica física, u óptica ondulatoria, tiene en cuenta las propiedades ondulatorias que en la óptica geométrica se ignoran. La naturaleza ondulatoria de la luz sirve para analizar fenómenos como la interferencia y la difracción.

LUZ.

En la imagen a continuación podemos ver que: La interferencia que produce franjas brillantes u oscuras depende de la diferencia en longitudes de trayectoria de la luz que procede de las dos rendijas…

Interferencia.

a. La diferencia de longitudes de trayectoria en el lugar máximo central es cero, por lo que las ondas llegan en fase e interfieren en forma constructiva.

b. En la posición de la primera franja oscura, la diferencia en longitudes de trayectoria es λ/2, y las ondas se interfieren en forma destructiva.

c. En la posición de la primera banda brillante, la diferencia de longitudes de trayectoria es λ, y la interferencia es constructiva.

Los cambios de fase que sufren las ondas luminosas al reflejarse son análogos a los de pulsos en cuerdas.

Reflexión y cambios de fase.

a. La fase de un pulso de una cuerda se desplaza 180° al reflejarse en un extremo fijo, al igual que la fase de una onda luminosa cuando se refleja en un medio ópticamente más denso.

b. Un pulso en una cuerda tiene un corrimiento de fase igual a cero (no se desplaza) cuando se refleja en un extremo libre. De forma análoga, una onda luminosa no varía en su fase cuando se refleja en un medio ópticamente menos denso.