Michaelson Acústico

INDICE
Resumen
1 – Introducción
1.1 – Michelson Morley original
1.2 – Funcionamiento del piezoeléctrico
1.3 – Introducción sobre ondas sonoras y resonancia
1.4 – Cambio de la velocidad del sonido con la temperatura
2 –Procedimiento para el armado
2.1 – Diseño experimental
2.1.1 – Dispositivo de prueba
2.1.2 – Dispositivo final
2.2 – Mediciones previas al armado
2.2.1 – Medición de la velocidad del aire de los ventiladores
2.2.2 – Medición de la longitud de la onda estacionaria
2.2.3–Medición de los coeficientes de reflexión de distintosmateriales
2.2.4 – Corte de la goma espuma
2.3 – Caja negra
2.3.1 – Amplificador operacional
2.3.2 – Diodo rectificador
2.3.3 – Armado del circuito impreso

2.4 – Cálculos teóricos
2.4.1 – Diferencia de fase en función del ángulo
2.4.2 – Efecto Sagnac
3 – Análisis de datos
3.1 – Diferencia de fase en función del ángulo
3.2 – Amplitud de la señaly diferencia de fase en función de la altura del resonador
3.3- Cálculo de la velocidad del sonido
4 – Conclusiones
5 – Apéndice



Resumen

El objetivo de este proyecto fue observar el corrimiento de fase entre dos ondas deultrasonido emitidas por un transductor piezoeléctrico al estar el medio en movimiento. Se midió la velocidad del sonido en el aire y se comparó con las expectativas teóricas. También se estudio el fenómeno de resonancia ya que el emisor estaba colocado en una caja resonante.

1 – Introducción

1.1 – Michelson Morley original

Para el diseño de este proyecto nos inspiramos en el experimento deMichelson-Morley óptico realizado en 1887. Vamos a recordar cuales fueron los objetivos y los principios de este experimento.

El experimento de Michelson y Morley fue uno de los más importantes y famosos de la historia de la física. Realizado en 1887 por Albert Abraham Michelson y Edward Morley, está considerado como la primera prueba contra la teoría del éter.

Desde 1865, con la teoríadel electromagnetismo de Maxwell, estaba definitivamente zanjado el problema de la naturaleza de la luz. Según esta teoría, la luz era una onda. Como todas las ondas deben viajar en un medio, y la luz es capaz de viaja por el espacio, en el espacio debía existir el medio en el cual viajaba la luz. A este medio se le llamó ÉTER.

Las ondas se caracterizan porque su velocidad depende sólo delmedio y no de la velocidad del foco emisor o del receptor. Así, por ejemplo, una onda sonora viajará respecto del medio (por ejemplo, aire) siempre a la misma velocidad (340 m/s), independientemente de las velocidades a las que se muevan emisor y receptor. Las velocidades del emisor y receptor cambiarán la frecuencia de las ondas produciendo efectos Doppler, pero no cambiarán la velocidadde la onda respecto del medio.

Sin embargo, si el medio se mueve (por ejemplo, si para el sonido es el aire, nos referimos al viento), entonces, respecto de un receptor en reposo, la velocidad total de la onda será la suma vectorial de la velocidad de la onda respecto de medio y la velocidad del medio respecto del receptor.

En el caso de la onda de luz y el éter, como medio en el cual sedesplaza, la Tierra, en su traslación alrededor del Sol y este a su vez, viajando a través de la galaxia, hacen que la Tierra viaje a una velocidad v por el espacio (ya casi 30 Km/s solo por su velocidad de traslación en la órbita). En estas condiciones, puesto que el éter debe llenar el espacio “vacío”, la Tierra debe mostrar algún movimiento perceptible respecto del éter, en alguna dirección....