Principio de Movimiento Ondulatorio y de Óptica

Principio de Movimiento Ondulatorio y de Óptica

Concepto de movimiento ondulatorio.

El movimiento ondulatorio es producido por generadores o fuentes de onda que son aquellos aparatos que provocan perturbaciones al espacio que los rodea y que son del tipo de movimiento armónico simple.

Ejemplos de estas fuentes son: campanas, cuerdas de guitarra, tambores, bocinas, el sol, focos, etc.

Definición de una onda.

Una onda es una perturbación que se produce en un movimiento cualquiera y que se propaga. Existen vibraciones mecánicas y ondas electromagnéticas. Las vibraciones mecánicas u ondas se pueden clasificar de acuerdo al tipo de propagación.

Longitudinales (Se transmiten en línea recta)

Transversales (Se transmiten en forma perpendicular al medio)

Estacionarias (Se transmiten en forma perpendicular al medio)

(SONIDO)(Las ondas transmitidas y las ondas reflejadas se empalman o coinciden los nodos (= velocidad, =frecuencia, =amplitud, =longitud))

Unidimensional (Lineales)

Bidimensional (Planas)

Tridimensionales (Espaciales)

Rapidez de propagación en las Ondas

Las ondas sonoras o mecánicas pueden transmitirse en tres medios (gases, sólidos y líquidos). Para las cuales en cada una de ellas contamos con una formula.

SOLIDOS: V=√(Y/D)

LIQUIDOS: V=√(β/D)

GASEOSOS: V=√(ϒP/D)

¿Cual será la rapidez del sonido en el aire a una temperatura de 25C y 1 Atmosfera de presión? La densidad es 1.25 gr/dm3 y la densidad del mercurio es de 13.6 gr/cm3 Considerando que es un gas diatómico.

D = 1.5 gr/dm3 (Kg/1000gr)(10dm/m)3 = 1.25Kg/m3

1 Atmosfera = 0.76 metros de mercurio h=0.76 m

N=Kg/s2 P=Dgh D=13.6gr/ dm3 (Kg/1000gr)(100cm/m)3 = 13600Kg/m3

P=101396.16 N/m2

V=√(((1.4)(01396.16)/1.25) = 336.99 m/s

¿En que medio se transmite más rápidamente una onda?

Sólidos, ya que las moléculas son más juntas que los gases y se traspasan más rápido.

Las ondas sonoras viajan mas velocidad en los sólidos en comparación con el liquido y el gas, debido a que los frentes de onda de alta y baja presión se transmiten con mayor velocidad de molécula en molécula porque están mas cercanas entre si.

Elementos de una onda

1 Hz = 1 c/s = 1 rev/s = 1 osc/s = 1 vib/s

1 KHz = 103 Hz Am

1 MHz = 104 Hz Fm

1 GHz = 109 Hz Telefonía Móvil

F= 1/T

Frecuencia

Es el nuero de ciclos que se dan en un Segundo (Hz)

Periodo

Tiempo en segundos que tarda en completarse 1 ciclo.

Frente de onda

Son los puntos de una onda que están a la misma distancia de la fuente y en todos ellos se observan crestas, valles, nodos, etc., al mismo tiempo.

V=√(F/(M/£))

V=√(F/(ɱ/£))

“Frente de onda”

Las fuentes de onda suelen adaptarse a la forma de la fuente que los genera.

Intensidad de una onda

Es la cantidad de energía que fluye por unidad de tiempo, atravesando por unidad de área perpendicular ala dirección de flujo de dicha energía, es decir, que en si vale a la potencia transmitida por la unidad de área.

I= P/A = vatios/m^2

“Velocidad del sonido en el aire tomando en cuenta la temperatura”

La velocidad de sonido a 273 K ó 0C es 331 m/s, si la temperatura aumenta o disminuye, entonces, la velocidad cambia.

V=Vo√(T/To)

Calcular la velocidad del sonido en el salón cuya temperatura es de 7 C.

K= C+273

K=300

V= 331√(300/273) = 347.06 m/s

Calcular la temperatura para que el solido viaje a una distancia de 300 m/s en C.

V=Vo√(T/To) T=To〖(V/Vo)〗^2 = 273〖(300/331)〗^2 224.24 K = -48.75 C

“Velocidad de una onda con respecto a su frecuencia”

Si se conoce la longitud de onda y su frecuencia entonces se puede calcular su velocidad.

V=λF

Cual será la velocidad de una onda cuya frecuencia es de 60Hz y su longitud es de 0.3m

V= (60Hz)(0.3m) =18 m/s

β=10*log (I/( Io))

I=Io*log (β/( 10))

“Fenómenos que suceden en la propagación de un movimiento ondulatorio”

Cuando un movimiento ondulatorio se propaga en un solo medio no dispositivo no sufre ningún otro cambio, a excepción de la variación de su densidad.

Reflexión: Es la deviación que experimenta una onda en el mismo medio en el que se propaga, cuando encuentra otro medio en el cual no puede propagarse, o que no puede atravesar.

Leyes:

El rayo incidente, el rayo reflejado y la normal están en el mismo punto.

El rayo de incidencia es igual al ángulo de reflexión.

Refracción: Hay ocasiones en que, cuando una onda energética viaja en un medio determinado, llega a encontrarse con otro medio diferente que no impide su propagación, ni le hace variar de frecuencia, pero cambia su velocidad.

Se llama refracción al cambio que este sufre en su velocidad de propagación al pasar de un medio a otro de diferente densidad.

Se ha comprobado que si la velocidad de propagación de una onda en el medio 1 es mayor que la velocidad de propagación en el medio 2, entonces el rayo refractado se acerca a la normal.

Leyes de refracción.

El rayo incidente, el rayo refractado y la normal están en el mismo plano.

La relación entre el seno del ángulo de incidencia y el seno del ángulo de refracción es igual a una constante llamada índice de refracción.

Difracción: Fenómeno que consiste en que una onda se desvié en los extremos de un obstáculo al tratar de rodearlo.

Interferencia: Es la superposición de dos o mas ondas en cada punto del medio en que se propagan.

Como se identifica un movimiento ondulatorio.

Se trata de todo transporte

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