Ondas

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Introducción al estudio de los fenómenos ondulatorios a través de sencillas experiencias mecánicas. Definición de los principales parámetros de las ondas.

¿Por qué elegimos este tema?

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El tema de oscilaciones y ondas involucra una serie de contenidos conceptuales y procedimentales de relevancia en este Ciclo, ya que mediante una descripción ondulatoria es posible presentaruna explicación adecuada de fenómenos naturales tales como el sonido y la luz. No obstante, en términos de organización de contenidos, esta propuesta es sugerida para ser considerada en un momento previo al tratamiento de los fenómenos sonoros y lumínicos. No todo tipo de onda puede percibirse; aquí mostraremos, en particular, ejemplos con ondas mecánicas, las que pueden reproducirse con ciertafacilidad. Por eso, les ofrecemos una serie de sencillas actividades pensadas para ilustrar algunas de las principales características de las ondas, tendientes a contribuir a que usted pueda introducir el tema y presentar la idea de que una onda puede entenderse como un modo de describir el intercambio de energía entre dos cuerpos.

Secuencia didáctica

Antes de comenzar a trabajar el tema, puedepreguntar a los alumnos qué ideas tienen sobre las ondas, con qué fenómenos naturales las asocian, cómo creen que se producen, en qué medios piensan que suceden fenómenos de este tipo y cómo consideran que se modifica la materia en la que aparece una onda. Incluso es sugerente incentivarlos a hacer representaciones sobre las ondas, cualquiera sea la forma en que ellos las conciben (por ejemplo,mediante dibujos o esquemas); seguramente en sus representaciones surgirán rasgos y elementos que luego usted podrá retomar al trabajar el tema
Para identificar algunos de los conceptos asociados con la idea de onda, sugerimos realizar con sus alumnos una actividad de simulación de una onda periódica.

Desarrollo

Empleando un resorte común (uno plástico, de los usados como juguete), se loestira sobre el piso entre dos alumnos -uno de ellos será emisor y el otro, receptor- . Pensamos que las acciones principales que puede proponer son:
1. que el alumno emisor tome y sacuda un extremo del resorte;

2. que se repita esa acción, cambiando la longitud del resorte estirado y

3. que el emisor detenga el movimiento.


Observaciones

Durante su intervención, esimportante señalar que en la primera acción 1., al mover su mano, el alumno emisor transmite energía y genera una onda en el resorte, dado que se observa que las espiras no se desplazan; esto muestra que la onda no transporta materia, aunque sí puede decirse que la energía se propaga. En la situación 2. se observarán ondas distintas, ya que se aprecian diferencias en la propagación visible en elresorte. En el caso 3. cuando el emisor cesa el movimiento, desaparece la onda en el resorte
Como estrategia que facilite la visualización, usted puede identificar cierto punto del resorte adhiriendo un papelito (o coloreando) alguna parte de una de sus espiras. Así sus alumnos podrán observar que, cuando la onda pasa por ese punto, el papelito sólo oscila (se dice que ese punto del resorte esperturbado por el pasaje de la onda). Si sugiere que el emisor realice movimientos con cierto ritmo constante, puede señalar que tal oscilación produce ondas periódicas que a su vez hacen oscilar los puntos alcanzados; la característica de periódico deriva de que cada cierto lapso de tiempo determinado (llamado período) el movimiento se repite.
Para trabajar la idea de diferentes tipos de ondas, puedeefectuar una actividad de comparación entre:
1. Ondas longitudinales Esta experiencia puede realizarla con un resorte similar al de la actividad anterior donde previamente, en una de sus espiras, se ha identificado un punto cualquiera. El alumno emisor hace oscilar el resorte en la dirección de su eje (que puede representarse por la unión de los centros de todas las espiras); de este modo...