Fisica

UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE DEPARTAMENTO DE FISICA PROGRAMA DE PERFECCIONAMIENTO FUNDAMENTAL

Jornada Enero 1999

TEMA: ONDAS
LA CUBETA DE ONDAS La cubeta de ondas es un dispositivo experimental que nos permite mostrar, observar, estudiar el comportamiento de las ondas. Con ella se obtienen bastante buenos resultados, aprovechando el fenómeno de la propagación de las ondas superficialesen un líquido. Si en su establecimiento educacional no se encuentra este elemento didáctico, con una planificación adecuada (y algunos recursos financieros), usted puede contar con este elemento de apoyo realizando una autoconstrucción. (Ver desarrollo de autoconstrucción en “Experimentos” “Construcción de cubeta”.) Consiste en un recipiente de poca profundidad cuyo fondo plano y rectangular esde vidrio transparente. Se usa para estudiar el comportamiento de las ondas observando la proyección de éstas sobre una pantalla colocada debajo de la cubeta, ó bien adaptándola para una retroproyectora.

Desde la página 4 se citan un serie de experimentos que se pueden realizar con este material.
CONSIDERACIONES GENERALES ACERCA DE LAS ONDAS El hecho que fenómenos tan importantes como la luz yel sonido se propaguen por medio de ondas, hace que el estudio del movimiento ondulatorio sea de una gran importancia. Las ondas implican transporte de energía, mediante deformación o cambio de las propiedades del medio. El transporte de energía se realiza sin que haya desplazamiento de materia de un lugar a otro, en forma permanente. Hay algunas ondas que se propagan en medios materialesdeformables como en el caso del agua - y otras que se propagan en un medio con propiedades físicas, como por ejemplo propiedades electromagnéticas (la luz). De acuerdo a la dirección de propagación de la onda y la dirección de la perturbación o deformación del medio, suele clasificarse las ondas en dos tipos: a) Ondas longitudinales: son aquellas en que la deformación se produce en la dirección depropagación de la onda. Este caso, es el de las ondas sonoras y las ondas de choque producidas en las explosiones. Ondas transversales: la deformación se produce en dirección perpendicular a la de propagación de la onda, como por ejemplo las que se propagan en una cuerda tensa cuando se hace oscilar un extremo o bien las que se propagan en la superficie del agua

b)

Documento confeccionado porCecilia Toledo Valencia ctoledo@lauca.usach.cl

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El tratamiento matemático es el mismo para ambos tipos de onda y se diferencian o reconocen sólo por el efecto de polarización. De acuerdo a la forma del frente de onda, estas pueden ser: a) Planas: los puntos de igual fase o deformaciónconstituyen un plano. Caso particular de ésta forma de onda es la rectilínea, para un espacio bidimensional (superficie líquida de la cuba de ondas). Los frentes de onda constituyen líneas paralelas que avanzan alejándose del generador de ancho ó fuente emisora. Esféricas: los puntos con igual fase constituyen esferas concéntricas. Las ondas circulares son un caso particular para un plano, los frentes deondas son circulares concéntricos que avanzan radialmente alejándose del generador.

b)

Si se define el rayo como la trayectoria de la energía, entonces geométricamente los rayos serán líneas rectas que parten desde la fuente. Un haz de rayos paralelos tendrá - de acuerdo con ésta definición - el mismo significado que un frente de onda plano y un haz de rayos convergentes o divergentes,significará que el frente de onda es esférico. EL PRINCIPIO DE HUYGENS: Para explicar la propagación de las ondas y la compatibilidad entre las hipótesis ondulatoria y corpuscular de la luz, Huygens ideó una construcción geométrica para conocer en cualquier instante del tiempo la forma de un frente de onda. Este principio afirma que cada punto del medio que es alcanzado por una onda se pone en...