Experimental el estudio de la interferencia de las ondas sonoras

INTRODUCCIÓN

En física, una onda es una propagación de una perturbación de alguna propiedad de un medio, por ejemplo, densidad, presión, campo eléctrico o campo magnético, que se propaga a través de los espacio transportando energía. El medio perturbado puede ser de naturaleza diversa como aire, agua, un trozo de metal, el espacio o el vacío. La propiedad del medio en la que se observa la particularidad se expresa como una función tanto de la posición como del tiempo. Matemáticamente se dice que dicha función es una onda si verifícala ecuación de ondas, Por tales razones, la teoría de ondas se conforma como una característica rama de la física que se ocupa de las propiedades de los fenómenos ondulatorios independientemente de cuál sea su origen físico. Una peculiaridad de estos fenómenos ondulatorios es que a pesar de que el estudio de sus características no depende del tipo de onda en cuestión, los distintos orígenes físicos que provocan su aparición les confieren propiedades muy particulares que las distinguen de unos fenómenos a otros.

OBJETIVOS

• Estudiar experimentalmente la interferencia de las ondas sonoras

• Medir indirectamente la velocidad de las ondas sonoras.

• Medir experimentalmente la longitud de la onda en una columna cerrada de resonancia de aire.

MARCO TEÓRICO

Velocidad del sonido en el aire.

Entre la velocidad de propagación v de una onda, su longitud de onda,  y su frecuencia f existe la relación

(1)

de modo que, si somos capaces de medir  y f, podremos calcular la velocidad de propagación V.

Las ondas sonoras son ondas mecánicas longitudinales, que pueden propagarse en los medios materiales (sólidos, líquidos y gases). Si el medio en que se propaga la onda sonora es un gas, tal como el aire, la velocidad de propagación viene dada por siendo β el módulo de compresibilidad del medio y ρ su densidad.

(2)

Si admitimos que las transformaciones que acompañan a la propagación del sonido en el aire (es decir, las compresiones y enrarecimientos) tienen carácter adiabático (ya que son muy rápidas) y que el aire se comporta como un gas ideal, entonces podremos escribir donde  es el llamado coeficiente adiabático y representa el cociente entre los calores molares a presión y a volumen constante ( = Cp/Cv) y P es la presión del gas (la presión atmosférica)

(3)

Sustituyendo la expresión (3) en la (2) y utilizando la ecuación de estado del gas ideal (pV = nRT) obtenemos

(4)

...