Fisica studiar la reflexión de una onda plana, generada por una fuente de ondas, en diferentes obstáculos

Universidad Del Bío-Bío.[pic 1]

Facultad De Ciencias.

 Departamento De Física.[pic 2][pic 3]

I.  Objetivo:

1. Estudiar la reflexión de una onda plana, generada por una fuente de ondas, en diferentes obstáculos.[pic 4]

II.  Marco Teórico:
[pic 5]

El frente de onda es una superficie imaginaria que une todos los puntos en el espacio, los cuales son alcanzados en un mismo instante por una onda que se propaga en un medio, es decir aquellos rayos que tiene la misma fase. Cualquier línea trazada en forma perpendicular a los frentes de ondas y dirigida en la dirección de propagación de la onda se llama rayo, por ende, puede haber uno a mas rayos que representan la propagación de las ondas. Al referirnos a que un rayo tiene la misma fase quiere decir que tienen la misma longitud de trayectoria desde la fuente.

 Se pueden obtener diversas geometrías de frentes de onda según el origen de la perturbación. Por ejemplo, es bien conocido que, al caer un objeto al agua, se crea una perturbación que en la superficie se propaga en forma de círculos, concéntricos al punto de caída del objeto, estos círculos representan los diferentes frentes de onda de la perturbación, ya sean crestas, valles o valores intermedios de ella, teniendo en este caso, que los frentes de ondas son circulares. Otro ejemplo es el que se realizara en este laboratorio, donde se crearan fuentes de ondas planas generadas por una barra recta acoplada al generador de ondas.    

Cuando una onda incide sobre un obstáculo ocurre una reflexión de ésta definiéndose como ángulo de incidencia el ángulo formado por el rayo incidente y la normal (), mientras que el ángulo de reflexión es el formado por la normal y el rayo reflejado () se cumple qué (ver figura 1). De esta manera se llama plano de incidencia al plano formado por los rayos incidente y reflejado y la normal 1.[pic 6][pic 7][pic 8]

[pic 9][pic 10][pic 11][pic 12]

[pic 13]

III.  Procedimiento

Parte 1.- Reflexión de un obstáculo recto:

1. Una vez que este correctamente encendido el sistema, observar los frentes de onda que crea la barra.
2. Colocar el triángulo reflector en el agua, de modo que forme un ángulo con las ondas planas incidentes.
3. Fijar un papel con scotch a la pantalla de la mesa y con una regla dibujar líneas sobre este, para mostrar el frente de onda incidente Si y el frente de onda reflejado Sr (la regla debe estar paralela a las perturbaciones correspondientes).
4. Trazar la posición de la barrera reflectora.        
5. Repetir lo mismo para otras dos posiciones del triángulo reflector.
6. Desconectar el generador.

Parte2.- Reflexión en un obstáculo curvo:

1. Reemplazar la barrera recta por la barrera reflectora circular y trazar la posición de la barrera circular en un nuevo papel.
2. Encender nuevamente el generador y marcar en el papel la posición donde convergen las ondas reflejadas.
3. Apagar el generador.
4. Usar la punta del dedo índice para producir un pulso circular en el lugar donde convergen las ondas.

[pic 14]

IV.  Etapa Experimental [pic 15]

Parte 1:

• Dibujar una perpendicular al frente de onda incidente (rayo incidente), hasta que llegue a la barrera reflectora y luego dibujar una línea desde el punto de intersección de este rayo con la barrera que cruce el frente de onda reflejado también perpendicularmente (rayo reflejado).
  ¿Que representa esta línea?
• Dibujar la perpendicular en el punto de intersección en la barrera.

• Medir el ángulo de incidencia  y el ángulo de reflexión
  ¿Cuál es la relación entre estos ángulos?[pic 18][pic 19]

Parte 2:

• ¿Qué puede decir de la forma de la pulsación después que se refleja en la barrera?
• Para ubicar el centro del círculo, use el compás para trazar la forma circular de la barrera, marque el centro del círculo y mida el radio. Compare el radio del círculo con la distancia ente la barrera circular y el punto donde convergieron las ondas reflejadas.
• Dibuje varios rayos incidentes y reflejados en la superficie circular.
• Como se denomina este punto.

[pic 20]

V.  Conclusiones Generales

...