Ondas

Ondas (2 de octubre de 2014)
Asignatura Física Mecánica y Termodinámica, Facultad de Ingeniería y Arquitectura, Universidad Católica de Manizales

OBJETIVOS
Objetivo general
-Analizar el comportamiento de las ondas que producen diferentes tipos de fuentes.
Objetivos específicos- Aprender a generar ondas circulares y planas.
- Estudiar el fenómeno de reflexión ondulatoria por medio deángulos.
- Analizar la dirección de propagación de las ondas por medio de obstáculos.
- Estudiar la superposición de son ondas que coinciden espacial y temporalmente

II MARCO TEÓRICO
FRENTE DE ONDA
Se denomina frente de onda al lugar geométrico en que los puntos del medio son alcanzados en un mismo instante por una determinada onda. Dada una onda propagándose en el espacio o sobre unasuperficie, los frentes de onda pueden visualizarse como superficies que se expanden a lo largo del tiempo alejándose de la fuente que genera las ondas sin tocarse entre sí.
FORMA DEL FRENTE DE ONDA
Para ondas tridimensionales el frente de onda suele ser plano o esférico (sólo si existe algún tipo de anisotropía o heterogeneidad encontramos otras superficies más complicadas). Para ondasbidimensionales, como las de la superficie del agua, el frente suele ser plano o circular (en caso de anisotropía o inhomogeneidad pueden aparecer otras formas). se denomina frente de onda al conjunto de puntos de la onda sonora que se encuentran en fase, o de otra forma, una superficie continua que es alcanzada por la superficie de perturbación en un instante. El frente de onda está formado por puntos quecomparten la misma fase, por tanto en un instante dado t un frente de onda está formado por el lugar geométrico (superficie o línea) de todos los puntos cuyas coordenadas satisfacen la relación:

Donde:
, es la longitud de onda.
, llamado vector unitario que coincide en cada punto del espacio con la dirección de propagación de la onda.
, es la frecuencia de la onda.
 es un valor real, tomandodiferentes valores de este parámetro se obtienen diferentes frentes de onda en el mismo instante dado.
REFLEXIÓN DE LAS ONDAS
Se denomina reflexión de una onda al cambio de dirección que experimenta ésta cuando choca contra una superficie lisa y pulimentada sin cambiar de medio de propagación. Si la reflexión se produce sobre una superficie rugosa, la onda se refleja en todas direcciones y sellama difusión.
En la reflexión hay tres elementos: rayo incidente, línea normal o perpendicular a la superficie y rayo reflejado. Se llama ángulo de incidencia al que forma la normal con el rayo incidente y ángulo de reflexión al formado por la normal y el rayo reflejado.
Las leyes de la reflexión dicen que el ángulo de incidencia es igual al ángulo de reflexión y que el rayo incidente, reflejado yla normal están en el mismo plano.

INTERFERENCIA DE LAS ONDAS
Se denomina interferencia a la superposición o suma de dos o más ondas. Dependiendo fundamentalmente de las longitudes de onda, amplitudes y de la distancia relativa entre las mismas se distinguen dos tipos de interferencias:
CONSTRUCTIVA: se produce cuando las ondas chocan o se superponen en fases, obteniendo una onda resultantede mayor amplitud que las ondas iniciales.
DESTRUCTIVA: es la superposición de ondas en antifase, obteniendo una onda resultante de menor amplitud que las ondas iniciales.

DIFRACCIÓN DE ONDAS
Patrón de difracción obtenido por una rendija simple.
En física, la difracción es un fenómeno característico de las ondas que se basa en la desviación de estas al encontrar un obstáculo o al atravesaruna rendija.

La difracción ocurre en todo tipo de ondas, desde ondas sonoras, ondas en la superficie de un fluido y ondas electromagnéticas como la luz visible y las ondas de radio. También sucede cuando un grupo de ondas de tamaño finito se propaga; por ejemplo, por causa de la difracción, el hazcolimado de ondas de luz de un láser debe finalmente divergir en un rayo más amplio a una...