actividad 2 fis2
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REFLEXION
REFRACCION
INTERFERENCIA
DIFRACCION
“La reflexión de una onda sucede cuando alviajar por un medio se encuentra con otro yeste último medio hace que retroceda la ondaregresando por el medio del cual provenía.
Ley de la reflexión
Cuando una onda es reflejada, el ángulo dereflexión es igual al ángulo de incidencia peroen el plano contrario.
La refracción es un fenómeno que ocurrecuando una onda viaja a través de un medio yrepentinamente atraviesa otro medio, entoncesesta se refracta.
Los fenómenos de refracción y reflexiónocurren generalmente de manera simultanea,en ambos casos se le llama onda incidente ala que llega primero y a las subsecuentesreflejada o refractada según sea el caso.
El principio de Huygens es un método deanálisis aplicado a los problemas depropagación de ondas. Afirma que todopunto de un frente de onda inicial puedeconsiderarse como una fuente de ondasesféricas secundarias que se extienden entodas las direcciones con la misma velocidad,frecuencia y longitud de onda que el frentede onda del que proceden.
En el concepto de refracción se encontraráque el frente de ondas en lugar de reflejarsepasa de un medio a otro. Al suceder esto lavelocidad cambia ya que el frente de ondas semoverá de acuerdo a las características delmedio al cual acaba de incorporarse.
Se llama reflexión interna total al fenómeno que seproduce cuando un rayo de luz atravesando un mediode índice de refracción n más grande que el índice derefracción en el que éste se encuentra se refracta detal modo que no es capaz de atravesar la superficieentre ambos medios reflejándose completamente.Este fenómeno solo se produce para ángulos deincidencia superiores a un cierto valor crítico, θc. Paraángulos mayores la luz deja de atravesar la superficiey es reflejada internamente de manera total. Lareflexión interna total solamente ocurre en rayosviajando de un medio de alto índice refractivo haciamedios de menor índice de refracción.
El ángulo crítico o ángulo límite también esel ángulo mínimo de incidencia en el cual seproduce la reflexión interna total. El ángulode incidencia se mide respecto a la normal dela separación de los medios. El ángulo críticoviene dado por:
donde n1 y n2 son los índices de refracciónde los medios con . Esta ecuación es unasimple aplicación de la ley de Snell donde elángulo de refracción es 90°.
Una característica muy importante delmovimiento ondulatorio es el fenómeno deinterferencia. Esto ocurre cuando dos o másondas coinciden en el espacio y en el tiempo.
Para observar interferencia se deben cumplir lassiguientes condiciones:
a) Las fuentes deben ser coherentes, es decir,que deben tener una fase constante entre sí.
b) Las fuentes deben ser monocromáticas, esdecir, de una sola longitud de onda.
c) Debe aplicarse el principio de superposición.
Es un hecho experimental que en muchasclases de ondas , dos o más de ellas puedenatravesar la misma zona del espacioindependientemente una de la otra. Estosignifica que la perturbación resultante es eninstante determinado la suma de lasperturbaciones individuales. Este proceso sedenomina superposición.
La difracción se observa cuando se distorsiona una onda por unobstáculo cuyas dimensiones son comparables a la longitud deonda. El caso más sencillo corresponde a la difracciónFraunhofer, en la que el obstáculo es una rendija estrecha ylarga, de modo que podemos ignorar los efectos de losextremos. Supondremos que las ondas incidentes son normalesal plano de la rendija, y que el observador se encuentra a unadistancia grande en comparación con la anchura de la misma.De acuerdo con el principio de Huygens, cuando la onda incide
sobre una rendija todos los puntos de su plano se convierten enfuentes secundarias de ondas, emitiendo nuevas ondas,denominadas ondas difractadas, por lo que la explicación delfenómeno de la difracción no es cualitativamente distinto de lainterferencia. Una vez que hemos estudiado la interferencia deun número limitado de fuentes, la difracción se explica a partirde la interferencia de un número infinito de fuentes.
Las propiedades estudiadas deben ser consideradas en lastelecomunicaciones, ya que son todas características de las ondas que si nose toman en cuenta la comunicación se puede ver afectada.
Una aplicación de la reflexión total es la fibra óptica, que es una fibra devidrio, larga y fina en la que la luz en su interior choca con las paredes en unángulo superior al crítico de manera que la energía se transmite sin apenasperdida. Como sabemos la fibra óptica ha sido introducida en el ámbito delas telecomunicaciones.
Por otra parte al transmitir el sonido, las ondas sonoras tienen que pasarpor distintas capas de aire y estas se encuentran a distintas temperaturas loque afecta la velocidad de propagación del sonido. El fenómeno de refracciónhace que las ondas se desvíen hacia arriba cuando la temperatura es alta yhacia abajo cuando es baja.
En el campo de las comunicaciones las señales de radio de grandeslongitudes de onda se utilizan para mejorar el alcance de una señal quetransporta información, ya que estas ondas pueden difractarse al pasar poredificios cuyas dimensiones son pequeñas (funcionan como una pequeñaranura) comparadas con las longitudes de estas ondas.
La interferencia afecta dificultando o haciendo nula la comunicación alsuperponerse dos ondas, por lo que se deben de tener distancias petinentesentre fuentes emisoras, así como cuidado con las frecuencias para evitar estefenómeno.
El estudio del comportamiento de las ondases de vital importancia para laimplementación de las telecomunicaciones.Sin el conocimiento de este comportamientoy el cambio que dicho comportamiento sufreal viajar las ondas por distintos medios ypasar de uno a otro, así como los obstáculoscon que se puede encontrar en su camino,sería imposible poder establecer una buenacomunicación a distancia.
Programa desarrollado de Física 2 unidad 1. Ondas electromagnéticas y planas.
http://es.wikipedia.org/wiki/Principio_de_Fresnel_-_Huygens
http://www.mitecnologico.com/Main/PrincipioDeHuygens
http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/ondas/snell/snell.htm
http://www.mitecnologico.com/Main/ReflexionInternaTotal
http://www.sociedadelainformacion.com/departfqtobarra/ondas/interferencia/waveInterference.html
http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/ondas/difraccion/difraccion.html