TITULO

O. Gutiérrez Ramirez1, A. Sierra Acevedo.1

1Curso de Termodinámica Y Física Ondulatoria, Licenciatura en Matemáticas y Física, Universidad de los Llanos, Villavicencio, Colombia

RESUMEN

En esta práctica se realizo con el fin de comprender la esencia del movimiento de las ondas a través de La cubeta de ondas es un dispositivo cuya base es de vidrio sobre esta hay agua, mediante el uso de un vibrador, se generan ondas además de un foco de luz que permitió proyectar las ondas y "congelar" la imagen deseada, esto nos condescendió mostrar, observar, estudiar el comportamiento de las ondas. Con ella se obtuvieron buenos resultados, aprovechando el fenómeno de la propagación de las ondas sufrieron cambios como la refracción, la difracción, y la reflexión, alternamente realizamos un análisis de lo qué ocurre cuando hacemos chocar ondas planas con obstáculos.

PALABRAS CALVES: Onda, Frecuencia De Onda, Longitud De Onda, Reflexión De Ondas, Difracción De Ondas, Interferencia.

ABSTRAC

The ripple tank is a device based on this glass is no water, using a vibrator, waves are generated and a light bulb project that allowed the waves and "freeze" the desired image, this will show condescended Observe, study the behavior of waves. With her good results were obtained, using the phenomenon of wave propagation were unchanged as refraction, diffraction, and reflection, alternately perform an analysis of what happens when we hit plane waves with obstacles.

KEYWORDS: Wave, Wave frequency, Wavelength, Wave reflection, Wave diffraction, Interference.

1. INTRODUCCION

La mayoría de nosotros observamos ondas en nuestra infancia, cuando dejábamos caer una piedra en la charca. En el punto donde la piedra tocaba la superficie del agua se formaban ondas, que se movían hacia a fuera desde el punto de su creación y se expandían en círculos cada vez más grandes hasta que llegaban a la orilla. Si examináramos con cuidado el movimiento de una pelota de playa que flota en aguas en calma, veríamos que la pelota se mueve verticalmente y horizontalmente alrededor de la posición origina, pero no experimente ningún deslazamiento. Los pequeños elementos de agua en contacto con la pelota de playa, así como todos los otros elementos del agua de la superficie de la charca, se comportan en la misma forma.

Frecuencia de onda:Es el número de ondas que pasa por un punto cada unidad de tiempo en segundos. Y está determinada por la expresión:

f= vλ

(1)

Velocidad de propagación:Es la distancia que avanza la onda cada unidad de tiempo. Depende de las características del medio en que se propague la onda. Matemáticamente se puede hallar mediante la ecuación:

v=√ g ∙ λ2 ∙ π + 2∙ π ∙ σλ ∙ ρ

(2)

La velocidad (v) de propagación de las ondas dependerá de su longitud de onda (λ), las fuerzas recuperadoras que actúen sobre el liquido, que pueden ser externas como la gravitatoria (g) o internas, como la tensión superficial (σ) y la densidad (ρ) del medio [1].

Interferencia:

Es un fenómeno físico que se evidencia cuando en un mismo medio se propagan dos o más ondas y se superponen originando un nuevo movimiento ondulatorio. La interferencia puede ser de dos tipos: constructiva si al chocar las ondas su cresta o valle se refuerzan, y destructiva si se contrarrestan. Es indispensable para que exista interferencia que las ondas se encuentren en fase.

Interferencias constructivas:

sen (β )=n λd

(3)

Interferencias destructivas:

sen (β )=(n+1) λ2d

(4)

4. RESULTADOS Y ANÁLISIS

Cuando es estudiamos la propagación de una onda en la superficie de un líquido, descubrimos que la perturbación se propaga en dos dimensiones. Es posible distinguir el desplazamiento de los máximos y los mínimos del movimiento ondulatorio cuando la superficie se toca periódicamente con cualquier objeto puntual, estos máximos y mínimos forman circunferencias que tienen su centro en el lugar donde se origina la perturbación y al cual se le llama foco, además podemos determinar su velocidad y frecuencia ECUACIÒN Cuando ubicamos un objeto plano y largo como se muestra en la FIGURA 2, en esta parte del experimento se evidencia el fenómeno de la reflexión de ondas, es decir, las ondas chocan contra el obstáculo y regresa por el mismo camino que ya había recorrido. También es posible observar la interferencia que se produce en las ondas, esto nos hace interpretar que aunque una onda sea la imagen de la otra reflejada no implica que estén exentas de la interferencia constructiva y destructiva.

Las ondas son capaces de traspasar orificios y bordear obstáculos interpuestos en su camino. Esta propiedad característica del comportamiento ondulatorio puede ser explicada como consecuencia del fenómeno de interferencias. Así, cuando una fuente de ondas alcanza una placa con un orificio como lo muestra la FIGURA 4, cada punto de la porción del frente de ondas limitado por la rendija se convierte en foco emisor de ondas secundarias todas de idéntica frecuencia. Los focos secundarios que corresponden a los extremos de la abertura generan ondas que son las responsables de que el haz se abra tras la rendija y bordee sus esquinas. En los puntos intermedios

FIGURA 1. Onda producida por

un foco puntual. λ=1cm.FIGURA 2. choca con un objeto plano.

FIGURA 6.FIGURA 4.Onda que choca con 2 obstáculos.

se producen superposiciones de las ondas secundarias que dan lugar a zonas de intensidad máxima y de intensidad mínima típicas de los fenómenos de interferencias.Ambos fenómenos que caracterizan la difracción de las ondas dependen de la relación existente entre el tamaño de la rendija o del obstáculo y la longitud de onda. Así, una rendija cuya anchura sea del orden de la longitud de la onda considerada, será completamente bordeada por la onda incidente y, además, el patrón de interferencias se reducirá a una zona de máxima amplitud idéntica a un foco.

En este efecto se produce cuando dos o más ondas se entrecruzan FIGURA 3. Cuando las ondas interfieren entre sí, la amplitud (intensidad o tamaño) de la onda resultante depende de las frecuencias, fases relativas (posiciones relativas de crestas y valles) y amplitudes de las ondas iniciales; Por ejemplo, la interferencia constructiva se produce en los puntos en que dos ondas de la misma frecuencia se entrecruzan están en fase; es decir, cuando las crestas y los valles de ambas ondas coinciden. En ese caso, las dos ondas se refuerzan mutuamente y forman una onda cuya amplitud es igual a la suma de las amplitudes individuales de las ondas originales. La interferencia destructiva se produce cuando dos ondas de la misma frecuencia están completamente desfasadas una respecto a la otra; es decir, cuando la cresta de una onda coincide con el valle de otra. En este caso, las dos ondas se cancelan mutuamente. Cuando las ondas que se cruzan o solapan tienen frecuencias diferentes o no están exactamente en fase ni desfasadas, el esquema de interferencia puede ser más complejo.

Al producir dos perturbaciones en tiempos y lugares diferentes de la cubeta (imagen 4) se puede observar que aunque las ondas chocan cada una sigue su trayectoria. En la naturaleza existen fuerzas que impiden el movimiento infinito de esta onda, si esta onda correspondiera a un modelo ideal se movería con la misma amplitud y longitud de onda, dado que este es un experimento sometido a las leyes naturales como la densidad del liquido, la tensión superficial entre otros, observamos que la amplitud de onda disminuye al recorrer el espacio.

5. CONCLUSIONES

REFERENCIAS

[1] Física Para La Ciencia Y La Tecnología, Tipler Mosca, Volumen 1

[2] Física Universitaria, Sears-Zemansky-Young-Freedman, Volumen 1

[3] Física Para Ciencias e Ingeniería, Raymond A. Serway, Volumen 1