Fenómenos ondulatorios

Reflexión de una onda

La reflexión de una onda es el cambio de dirección que experimenta dicha onda cuando esta  choca contra un obstáculo. Por ejemplo

 

En la reflexión  solo hay cambio en la dirección de la onda, la velocidad permanece constante.

Veamos un video donde se observa la reflexión de la luz

Refracción de una onda

La refracción es un fenómeno que se  presenta cuando la onda pasa de un medio a otro medio, experimentando un cambio en la velocidad de propagación, por ejemplo:

Si tenemos una cuerda y un resorte, los unimos de tal forma que al producir una  perturbación se produzca una vibración sobre ellas tal como se observa en la figura.

  

Si tomamos dos cuerdas (cuerda y resorte) de diferente masa por unidad de longitud,  las atamos y fijamos en un extremo, podemos observar que cuando la onda pasa  del medio que tiene menos densidad (menos masa por unidad de longitud) al de mayor densidad, la longitud de onda disminuye y la frecuencia f permanece constante, por lo tanto:

         

          Una onda pasa de un medio menos denso a otro más denso, su velocidad disminuye y por lo tanto se acerca a la línea normal, en caso contrario se aleja de la normal.



Veamos un video de la refracción de la luz

Difracción de una onda

Es el fenómeno ondulatorio que se presenta cuando la onda pasa por un orificio de tamaño menor que la longitud de onda o pasa cerca de un obstáculo, se manifiesta porque la onda se curva al pasar por la abertura y bordea el obstáculo.

        

La siguiente gráfica nos muestra la formación de un FRENTE de ONDA.   Se llama frente de onda a la envolvente de las ondas parciales que viene  a corresponder  a la tangente común de todas ellas.






Veamos una animación de la difracción de una onda

Difracción de una onda

 Interferencia

Es el fenómeno ondulatorio que se presenta cuando en un punto inciden más de una onda, se manifiesta porque en dicho punto  la elongación de la onda es la suma algebraica de las elongaciones de las ondas incidentes. La interferencia puede ser de dos tipos: Constructiva o destructiva.

Interferencia constructiva

Es aquel fenómeno que se presenta cuando en la  onda resultante hay un aumento en la amplitud. La interferencia constructiva se da cuando las ondas se encuentran en FASE, lo que quiere decir  que las crestas o picos y los valles de ambas ondas coinciden, por ejemplo:

Interferencia destructiva

              Es aquel fenómeno que se presenta cuando se encuentran dos ondas  que tienen diferentes longitudes de onda, por lo tanto la amplitud total de la onda resultante disminuye. Otra manera de identificar la interferencia destructiva, es si las ondas están en DESFACE, lo que quiere decir que las crestas o picos y los valles de ambas ondas no coinciden, por ejemplo:

Veamos algunas animaciones de la interferencia de ondas 

Interferencia de ondas en el agua

Figuras en la interferencia de ondas

Fase y desfase

 Polarización

Es el fenómeno ondulatorio que se presenta en las ondas transversales, el cual consiste en reducir todos los planos de vibración de las ondas en uno solo, por ejemplo:

Polarización de la luz

Efecto faraday  Jaula de Faraday Faraday

Se  puede observar varias ondas en diferentes planos de vibración, sí  todas ellas se reducen a un solo plano ocurre la POLARIZACIÓN.

Ondas armónicas longitudinales  Onda armónica transversal  Interferencia: Animación 

Onda estacionaria  Refracción de una onda            Refracción en dos medios diferentes     Polarización  Polarización II

Leyes y principios del movimiento ondulatorio

 Ley de la reflexión

Cuando una onda cambia de dirección, el ángulo de incidencia es igual al ángulo de reflexión. Además la velocidad sigue siendo la misma.

 Ley de la refracción

Cuando una onda pasa de un medio a otro medio, experimenta un cambio en la velocidad de propagación y se debe cumplir:

¨ La razón entre el seno del ángulo de incidencia y el seno del ángulo de refracción es igual a la razón entre las velocidades del movimiento en los dos medios ¨

Principio de Huygens

Este principio nos dice  que cada punto de un frente de onda  se puede considerar como una nueva fuente generadora de ondas en la dirección  de propagación. Por ejemplo:

Cuando una fuente perturbadora A produce ondas circulares que pasan por  un orificio B, se puede observa que parte de estas ondas se propagan como si la fuente perturbadora fuera B.

Veamos el principio de Huygens y la interferencia de ondas

Principio de Huygens    La luz

Reflexión de la luz     Refracción de la luz    Reflexión y refracción de la luz

Física entretenida: Refracción

Como resumen de todo lo anterior, podemos hacer un diagrama de todo el movimiento ondulatorio:

Aprovechando todas las herramientas que nos traen las TIC, y los recursos didácticos en el proceso ENSEÑANZA APRENDIZAJE de la física, en las siguientes direcciones electrónicas podemos encontrar lecturas complementarias  y una serie de animaciones que nos ayudarán a una mejor comprensión de todo lo relacionando con los movimientos  de los cuerpos  en la naturaleza.

Fenómenos naturales y vectores

Cinemática de los cuerpos

Dinámica de los cuerpos

Estática de los cuerpos

Gravitación universal

Mecánica de fluidos: Hidrostática

Mecánica de fluidos: Hidrodinámica

Termodinánica, calor y temperatura

Movimiento armónico simple MAS

Movimiento ondulatorio

Ondas sonoras

Óptica

Electrostática

Corriente eléctrica y circuitos