teoria


En la práctica las ondas estacionarias son creadas en un medio cuando la frecuencia oscilación de la fuente causa ondas reflejadas en el extremo del medio que interfieren con las ondas incidentes de la fuente de tal forma que puntos específicos a lo largo del medio parecen estar en reposo. Esta configuración son solo creadas dentro del medio con específicas frecuencias de vibración; estasfrecuencias son conocidas como frecuencias armónicas o simplemente armónicos. En cualquier otra frecuencia diferente a la armónica, la interferencia de las ondas reflejada e incidente resulta en una perturbación del medio que es irregular y no-repetible.

Se puede determinar los modos de vibración de una cuerda mediante la configuración mostrada en la figura de arriba. La cuerda se dispone en formahorizontal, en un extremo se coloca un generador de ondas (vibrador) y en el otro extremo unas cuantas pesas.
En esta cuerda se formarán ondas estacionarias cuando la frecuencia de la vibración del generador sea tal que cada onda generada por el vibrador se encuentre en desfase con cada onda reflejada en su extremo opuesto. Esto garantiza que la longitud L de la cuerda sea un múltiplo entero nde la semi-longitud de onda, es decir:

pero teniendo presente que deducimos que la frecuencia f con que debe vibrar el generador de ondas, que es igual a la frecuencia de oscilación de la onda estacionaria, debe ser:

siendo V la velocidad de propagación de la onda incidente u onda reflejada. En este caso n define el número antinodos que se desea que se formen en la onda estacionaria. Segúnesto la frecuencia con que debe oscilar la fuente para que se forme una onda estacionaria depende de cuantos antinodos se desea que se formen.
Según esta relación, la frecuencia oscilación debe ser multiplo entero de la mitad de la inversa del tiempo que tarda la onda en recorrer la cuerda.

 
La frecuencia que debe tener la onda estacionaria para que se forme n=1 antinodo se denomina frecuenciafundamental o primer armónico.
La frecuencia para que se forme n=2 antinodos se denomina segundo armónico, y es el doble de la frecuencia fundamental.
La frecuencia para que se forme n=3 antinodos se denomina tercer armónico, y es el triple de la frecuencia fundamental.
La frecuencia para que se forme n=4 antinodos se denomina cuarto armónico, y es el cuadruple de la frecuencia fundamental.La frecuencia para que se forme n=5 antinodos se denomina quinto armónico, y es el quintuple de la frecuencia fundamental.
Ver simulación del 1er armónico.
Ver simulación del 2do armónico.
 


Una cuerda tensa de longitud L atada en ambos extremos
Frecuencia fundamental


Segunda armónica
Tercera armónica
Todos los puntos oscilan en fase en el primer armónico. En el resto, todos lospuntos o están en fase o desfasados  radianes, alternativamente según el intervalo entre nodos.
Cada armónico tiene su propia longitud de onda  y su propia frecuencia f. Sin embargo, el producto .f es igual en todos, ya que corresponde a la velocidad de propagación de cada una de las ondas transversales viajeras que componen la onda estacionaria.
Cada instrumento musical produce armónicos cuyasintensidades dependen del instrumento y de cómo lo toque el músico. Cuando un objeto vibra, como por ejemplo una cuerda del piano, produce ondas complejas, que son sumas de determinadas ondas simples.
Imagina que oyes una flauta y después una trompeta emitiendo la misma nota. Puedes distinguir fácilmente ambos sonidos. La razón es que aunque emiten la misma frecuencia fundamental, emiten ademásotras frecuencias secundarias que se unen a la primera con diferentes intensidades.
Las distintas intensidades con las que cada instrumento emite sus armónicos forman, en conjunto, el sonido completo que oímos. Esta cualidad se conoce como timbre del instrumento.



ONDAS SONORAS
 
Las ondas sonoras son ondas mecánicas longitudinales. Su propagación se produce gracias a la compresión...