Cap 4
Introducción
• Cuando se mencionan las ondas, muchas veces pensamos en
las olas del mar y en las perturbaciones que se forman
cuando arrojamos una piedra en un lago.
• Con el término ondas hacemos referencia a un movimiento o
perturbación de la materia repetido en el tiempo y en el
perturbación de la materia repetido en el tiempo y en el
espacio, el cual transmite energía.
•Las ondas, que en su mayoría son generadas por vibraciones,
las cuales son muy diversas y han afectado a la humanidad en
diferentes campos, entre los que figuran como los más
referidos las comunicaciones y la medicina.
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Clases de ondas
• Las ondas se clasifican en dos grandes grupos: las
electromagnéticas y las mecánicas.
• Las electromagnéticasson las ondas que no necesitan medio
de propagación (pueden viajar en el vacío).
– Por ejemplo, la luz que proviene del Sol.
Por ejemplo la luz que proviene del Sol
• Las ondas mecánicas son las que necesitan un medio de
propagación; se subdividen en transversales y longitudinales.
– Las ondas transversales son aquellas en que las partículas del medio de propagación se mueven perpendicularmente a la dirección en que
viajan las ondas.
– En las ondas longitudinales las partículas del medio de propagación se
mueven en la misma dirección que éstas.
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Características de las ondas
Definiciones
• Como todo fenómeno físico, las ondas tienen características
particulares que en su caso se llaman: cresta, valle, amplitud,
longitud de onda, periodo, frecuencia y velocidad.
•La amplitud (A) es la distancia que mide la onda desde su
cresta hasta el punto de equilibrio.
• El largo de onda (λ) es la distancia entre dos puntos
equivalentes de la onda, sin repeticiones entre ellos.
– Ejemplo, la distancia que hay entre dos crestas consecutivas.
Ejemplo la distancia que hay entre dos crestas consecutivas
• El periodo (T ) es el tiempo que le toma a una longitud de onda pasar por un punto.
• La frecuencia ( f ) es el inverso del periodo (1/T ) y se mide en
Hertz (Hz).
• La velocidad de la onda está establecida por el producto de la
frecuencia por el largo de onda (v = λf ).
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Ondas electromagnéticas
•Las ondas electromagnéticas viajan a la velocidad de la luz (c),
que es de 299 792 458 m/s.
• Por tanto, si la velocidad de una onda está determinada por el
producto de su frecuencia por el largo de onda, entonces para
satisfacer la relación c = λf el largo de onda tiene que
disminuir según aumenta la frecuencia.
disminuir según aumenta la frecuencia.
•Como vemos, la energía que transporta una onda
electromagnética es directamente proporcional a la
frecuencia e inversamente proporcional a la longitud de onda.
• La relación que gobierna este hecho es E = hf, donde E es la
energía, h la constante de Planck y f es la frecuencia. Dicha
relación se conoce como efecto fotoeléctrico, postulado por
Max Planck, pero que Albert Einstein explicó en 1905.
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Ondas mecánicas
•Las ondas mecánicas necesitan un medio de propagación. La
velocidad de estas ondas depende en gran medida de la
separación de las partículas en el medio de propagación.
– Ejemplo: El sonido.
• La
La velocidad a la cual se mueve la onda de sonido depende de
velocidad a la cual se mueve la onda de sonido depende de
la temperatura del aire, ya que ésta determina cuán distantes están las partículas unas de las otras. Cerca de la temperatura
de salón la expresión que describe la propagación de la onda
es v = 333 m/s + (0.6 m/s*°C)Tc donde Tc es la temperatura a
la cual se encuentra el lugar en grados Celsius.
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Características del sonido
• El sonido tiene otras peculiaridades como la altura, el timbre y
la intensidad.
•...
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