FENOMENOS ONDULATORIOSFerreira. Alejandra* Padilla. Lina, Parra. Erika, Hernndez. Laura. vila, Diana.* Autor Correspondencia: marlenferreira@usantotomas.edu.co Universidad Santo Toms -Villavicencio. Facultad de Ingeniera Ambiental.

RESUMENEn la prctica de frentes de ondas se implement un equipo didctico con el cual se pudo identificar los dos tipos de ondas: circulares y planas. Por medio de la cubeta de ondas, en la que se llev a cabo diferentes demostraciones las cuales nos permitieron observar el comportamiento de estas sobre el agua, su longitud, frentes de onda, su interferencia, refraccin y difraccin cuando estas chocaban con el objeto que se encontraba en la cubeta.Palabras Claves: ondas, interferencia, cubeta de ondas, refraccin, difraccin.

ABSTRACTIn the practice of fronts of waves, was implemented training equipment with which it was possible to identify two types of waves: circulars and flats. through the wave trough, in which it took place different demonstrations which they allowed us to observe the behavior of these on water, length, wave fronts, their interference, refraction and diffraction when these conflicted with the object who he was in the tray.Keywords: waves, interference, tray the waves, refraction, diffraction.

INTRODUCCINUna onda es una perturbacin que se propaga desde el punto en que se produjo hacia el medio que lo rodea, la cual consiste en oscilaciones que se mueven sin trasportar materia implicando un transporte de energa pura mediante la deformacin o cambio de las propiedades del medio. Existen algunas ondas que se propagan en medios materiales deformables como lo son las ondas del sonido, ssmicas, olas del mar, siendo producidas por vibraciones mecnicas de un medio material. Por el contrario, hay otros tipos de ondas que se propagan en un medio de propiedades fsicas, en esta forma de propagacin se pueden encontrar las ondas de la naturaleza electromagntica como lo son las luz, las ondas de radio, las ondas de rayos x, las ondas de la radiacin ultravioleta, entre otros. La reflexin (choque de un frente de onda con una superficie de separacin de dos medios diferentes) y la difraccin (obstruccin de un frente de onda plana o esfrica), son algunos de los fenmenos que se presentan mediante la propagacin de una onda en cualquier medio. Con este informe se pretende conocer e identificar diferentes tipos de ondas y los fenmenos de propagacin que se presentan en ellas a partir de los datos y experiencia obtenida en laboratorio.

OBJETIVOS1. Observar los fenmenos de reflexin, refraccin, interferencia, y difraccin de las ondas.2. Observar las ondas que se propagan por el pulso del oscilador en la cubeta.

MARCO TERICOUnaonda mecnicaes una perturbacin de las propiedades mecnicas de un medio material (posicin, velocidad y energa de sus tomos o molculas) que se propaga en el medio. (Sanchez, 2015)Todas las ondas mecnicas requieren:1. Alguna fuente que cree la perturbacin.2. Un medio en el que se propague la perturbacin.3. Algn medio fsico a travs del cual elementos del medio puedan influir uno al otro. (Sanchez, 2015)Clasificacin de las ondasAtendiendo a la forma como se propaga la perturbacin, las ondas se clasifican en:ondas longitudinalesyondas transversales. (Ondas-Mecanicas, 2014)Lasondas longitudinalesson aquel tipo de ondas que se caracterizan porque las partculas del medio oscilan en la misma direccin en que se propaga la perturbacin. Como ejemplo tenemos a las ondas que se propagan en un resorte perturbadoconun impulso longitudinal en un extremo. (Ondas-Mecanicas, 2014)

Figura1. (Onda longitudinal. Alonso)Las ondas transversales son aquel tipo de ondas que se caracterizan porque las partculas del medio oscilan en direccin perpendicular a la direccin de propagacin de la perturbacin. Como ejemplo las ondas que se propagan en una cuerda tensa. (Ondas-Mecanicas, 2014)

Figura2. (Onda transversal. Alonso)Elementos de una ondaEn todo movimiento ondulatorio se distinguen los siguientes elementos:1. La longitud de onda () es la distancia que existe entre dos puntos consecutivos de la perturbacin que oscilan en la misma fase, es decir que se encuentran en el mismo estado de vibracin. Su unidad de medida en el S.I. es el metro (m). (Ondas-Mecanicas, 2014)

Figura3. (Longitud de onda. Alonso)2. La amplitud (A) es la distancia de una cresta a donde la onda est en equilibrio. La amplitud es usada para medir la energa transferida por la onda. Cuando mayor es la amplitud, mayor es la energa transferida (la energa transportada por una onda es proporcional al cuadrado de su amplitud). (Ondas-Mecanicas, 2014)

Figura4. (Amplitud de onda. Alonso)3. El perodo (T) es el tiempo que tarda la onda en recorrer una distancia igual a su longitud de onda o lo que es igual al tiempo que tarda cada punto de la perturbacin en realizar una oscilacin completa. Su unidad de medida en el S.I. es el segundo (s). (Ondas-Mecanicas, 2014)

Figura5. (Periodo de onda. Alonso)4. La frecuencia (f) es el nmero de longitudes de onda que avanza la onda en cada segundo o lo que es igual al nmero de oscilaciones completas que realiza cada punto de la perturbacin en cada segundo. Su unidad de medida es el Hertz (Hz). El perodo y la frecuencia son inversos entre s. (Ondas-Mecanicas, 2014)

Figura6. (Frecuencia de onda. Alonso)5. La velocidad de propagacin (V) es la distancia que recorre la perturbacin en cada segundo. Como el tiempo que tarda la propagacin en avanzar una longitud de onda es T, entonces: (Ondas-Mecanicas, 2014)

Figura7. (Velocidad de onda. Alonso)Fenmenos ondulatorios Cuando las ondas se propagan y no hay obstculos en el camino, mantienen su direccin y su rapidez.Si, en cambio, aparecen barreras o alteraciones en la zona que atraviesan pueden presentarse diversas situaciones: (Nio, 2015)

Si la barrera u obstculo es impenetrable para la onda, sta se refleja, volviendo al medio del cual provena sin alterar sus caractersticas salvo, en general, la direccin de propagacin. Esto sucede, por ejemplo, cuando las olas chocan contra un paredn o escollera que protege un puerto. (Nio, 2015)

Reflexin de una onda en un obstculo planoSi la onda atraviesa el obstculo y entra en un medio diferente, se refracta, cambiando su rapidez y, en general, su direccin. Una parte de la onda es tambin reflejada. Esto sucede, por ejemplo, cuando la luz pasa del aire al agua. (Nio, 2015) Refraccin de una ondaSi la onda encuentra un obstculo que tiene una ranura cuyo ancho es comparable con su longitud de onda, la parte de la onda que pasa a travs de la ranura se propaga en todas direcciones luego de atravesarla. Este fenmeno se llama difraccin. La difraccin puede aparecer, por ejemplo, cuando las olas encuentran la abertura que permite entrar a un puerto protegido por una escollera. Si el ancho de esa abertura es aproximadamente igual a la longitud de inda de las olas, y stas llegan de frente a la escollera, se producen otras ondas semicirculares que se propagan en todo el puerto. (Nio, 2015) Difraccin de una ondaCuando dos ondas de la misma frecuencia llegan a un punto despus de recorrer distancias diferentes se produce interferencia. Las ondas pueden llegar a ese punto de modo que coincidan dos crestas (o dos valles); en ese caso se refuerzan y se produce interferencia constructiva. En cambio, si la cresta de una onda se encuentra con un valle de la otra, las ondas se neutralizan y hay interferencia destructiva. (Nio, 2015)METODOLOGAEn el laboratorio se reconocieron las partes del montaje de la cubeta de onda (Figura 8) y con la ayuda de la cartilla del laboratorio se pudo construir y as mismo desarrollar cada procedimiento indicado en la gua.

Figura8 (Ensamble de la cubeta de ondas)Despus se le agrego de agua. Como se puede observar en la figura 9.

Figura 9 ( de agua en la cubeta)

Por ltimo se aadi el lquido distorsionador y la instalacin de la varilla de aluminio junto con el oscilador donde se ajust a una altura media, como se mira en la figura 10.

Figura 10 (Montaje de la varilla y el oscilador)Al iniciar la prctica se sumerge un poco la primera apunta del oscilador, luego se hace con tres puntas, se observa que sucede, esto est relacionado con los frentes de ondas, de esta forma se realiza el segundo procedimiento que consta de 2 ganchos que se encuentran sumergidos en el agua para observar la interferencia de la ondas y por ltimos se realizan ondas planas con obstculos para observar los fenmenos de difraccin y reflexin.

RESULTADOS1. FRENTES DE ONDAS ESFRICAS En el frente de ondas encontramos el principio de Huygens, porque colocamos un foco puntual (punta del oscilador) y observamos las ondas formadas (ondas esfricas), donde se reconoci la direccin de propagacin y los frentes de ondas generadas, como se observa en la figura 11.

Figuran 11 (ondas esfricas)Luego lo hicimos con varios focos (tres bastoncitos), para desarrollar el fenmeno de interferencia, de este fenmeno se observ la superposicin de las ondas emitidas que coinciden espacial y temporalmente (ondas esfricas que chocan y se dispersan, dando un fenmeno de interferencia de dos caractersticas constructiva que se observa a simple vista y destructiva que no se observa a simple vista).

Figuran 12 (fenmeno de interferencia de ondas circulares)La reflexin es el ltimo fenmeno que nos produce las ondas circulares, este fenmeno se da por un obstculo plano, como se observa en la figura 13

Figura 13 (Fenmeno de reflexin de ondas circulares)2. FRENTES DE ONDAS PLANASSe pone una lmina en el oscilador el cual me genera ondas planas como se observa en la figura 14

Figura 14 (Ondas planas)Cuando la onda plana choca con un obstculo plano, me genera una reflexin, que es el choque de la onda con un medio diferente del aire.

Figura 14 (Reflexin de ondas planas)Cuando se le pone un objeto a una distancia mediana me genera el fenmeno de difraccin que es el cambio que sufre la propagacin de la onda (deja de ir en lnea recta para rodearlo) cuando se encuentra y choca con el obstculo introducido. Figura 15 (Fenmeno de la difraccin)

ANALISIS DE RESULTADOS CONCLUSIONESPor medio de una cubeta de agua y un oscilador que genera onda constantes, se pudo observar dos tipos de ondas (circulares y planas), su comportamiento generaba un rayo que se refleja al chocar con la otra y con el obstculo que se le introdujera, tambin se identific que al aumentar el voltaje en el oscilador la onda era ms fuerte y rpida. Tambin se puede decir que las ondas esfricas son aquellas que se propagan a la misma velocidad en cualquier direccin y que las ondas planas son ondas paralelas a su amplitud.

BIBLIOGRAFIAOndas mecnicas, [fecha de consulta: 03/05/2015].Disponible en: http://lapizarradelafisica.blogspot.com/2012/10/ondas-mecanicas_30.html Definicin ondas mecnicas, [fecha de consulta: 03/05/2015]. Disponible en: http://fisicaibtcarlos.blogspot.com/2011/01/ondas-mecanicas.html Fenmenos ondulatorios, [fecha de consulta: 03/05/2015]. Disponible en: https://sites.google.com/site/260ondassonidoyluz/6---fenomenos-ondulatoriosIntercentres. (29 de abril de 2015). Obtenido de intercentres: http://intercentres.edu.gva.es/iesleonardodavinci/Fisica/Ondas/Ondas11.htmRecursostic. (29 de abril de 2015). Obtenido de recursostic: http://recursostic.educacion.es/newton/web/materiales_didacticos/el_sonido/planasyesfericas.htm?1&2