Las ondas

Por: Ing. JUAN CARLOS SOCHA MARSHAL

El movimiento ondulatorioEl movimiento ondulatorio es

el proceso por el que sepropaga energía de un lugar aotro sin transferencia demateria, mediante ondas.

LAS ONDAS: Son perturbaciones de un mediomaterial elástico, que se propagan en todas lasdirecciones, a partir de un punto donde segeneración

Clases de ondas

• Mecánicas: Necesitan un medionatural (tangible) para supropagación.

• Electromagnéticas: no necesitanun medio natural (puedenpropagarse en el vacío).

Clases de ondas• Transversales: El medio se mueve

perpendicularmente (en ángulo recto) a ladirección de propagación de las ondas.

Las ondas en un estanque avanzanhorizontalmente pero el agua se muevenverticalmente

Clases de ondas• Longitudinales: El medio se mueve en la

misma dirección de propagación de la onda.

El aire se comprime y expande en la misma dirección en que avanza el sonido.

• Las ondas longitudinales siempre sonmecánicas. Las ondas sonoras son un ejemplo típicode esta forma de movimiento ondulatorio.

• Las ondas transversales pueden sermecánicas ( ondas que se propagan a lo largo de una

cuerda tensa) o electromagnéticas (la luz o lasondas de radio).

• Algunos movimientos ondulatoriosmecánicos, como los terremotos, soncombinaciones de movimientoslongitudinales y transversales, con lo que semueven de forma elíptica retrograda.

Elementos de una onda transversal

Elementos de una onda transversal• Valle: punto más bajo de laonda• Cresta: punto más alto de laonda•Longitud de onda: distanciaentre dos crestas, dos valles odos puntos cualesquiera de laonda que se comportan igual yson sucesivos.•Amplitud: altura de la cresta odel valle.

Elementos del movimiento ondulatorio

• Frecuencia ( f ): Número de oscilaciones por segundo.– Se mide en hertzios (Hz)– 1 Hz = una oscilación en un segundo

• Período ( T ): tiempo que tarda en tener lugar una vibración completa.

• Por la propia definición, el período es el inverso de la frecuencia (T = 1/f )– Ejemplo: Si un movimiento ondulatorio tiene una frecuencia de

4 Hz, cada vibración tardará en producirse 0’25 s. (1/4 s.)

Elementos del movimiento ondulatorio• Longitud de onda ( λ ): Espacio que recorre una

onda desde el inicio hasta el final de unaoscilación.

• Velocidad de transmisión ( v ): velocidad a la que se propaga una onda.– Recordamos que velocidad = desplazamiento/tiempo, por lo que

espacio = velocidad x tiempo, de donde podemos deducir que longitud de onda = velocidad x período

– Si tenemos en cuenta que período = 1/ frecuencia, podremos decir que longitud de onda = velocidad / frecuencia, o lo que es lo mismo, velocidad = longitud de onda x frecuencia

λ = v . T λ = v / f v = λ . f

La frecuencia

• La frecuencia depende del generador de las ondas• El tono del sonido es la frecuencia.• A frecuencias bajas corresponden sonidos graves.• A frecuencias altas corresponden sonidos agudos.

27 Hz 100 Hz 200 Hz 440 Hz 1000 Hz 3000 Hz

¿De Qué Depende La Velocidad De Propagación De Una Onda?

• T= Tensión, fuerza,

propiedad elástica

• µ= Densidad lineal,

propiedad inercial

T

l

mLa velocidad

depende de las

características del

medio

Fenómenos ondulatorios

•Reflexión•Refracción•Superposición e interferencia•Difracción (Principio de Huygens)•Resonancia

Reflexión

• Cuando una onda se encuentra con un obstáculo, o con el límite del medio en el que se propaga, al menos parte de ella se regresa

Refracción• Cuando una onda

viaja por un medio y cruza la frontera con otro medio de diferente densidad al anterior, la onda transmitida puede moverse en una dirección distinta a la onda incidente.

SuperposiciónSuperposición: Cuando dos o mas ondas existen en el mismo medio simultáneamente una puede pasar a través de las otras sin siquiera alterarse

Además el desplazamiento resultante es la suma algebraica de los desplazamientos de cada onda

Interferencia• Interferencia: Se produce

cuando dos ondas, o más, pasan por una misma región del espacio al mismo tiempo.

Interferencia real en cubeta

de ondas

Principio de Huygens

• Cada partícula del medio donde se propaga un frente de onda, es un nuevo generador de nuevas ondas que se propagan en todas las direcciones

El principio de

Huygens nos

ayuda a entender el

fenómeno de la

difracción de las

ondas

Difracción

• Conforme se propagan las ondas se dispersan, y cuando encuentran un obstáculo, lo rodean y continúan su desplazamiento detrás de el.

Ondas estacionarias• Las ondas estacionarias son aquellas

ondas en las cuales, ciertos puntos de la onda llamados nodos, permanecen inmóviles.

• Una onda estacionaria se forma por la interferencia de dos ondas de la misma naturaleza con igual amplitud, longitud de onda (o frecuencia) que avanzan en sentido opuesto a través del mismo medio.

Onda estacionaria en cuerda. Los puntos rojos representan los nodos de la onda.