Fisica

PRINCIPIO DE SUPERPOSICIÓN DE ONDAS
En la escena anterior las ondas nos aparecen diferenciadas, como si llegasen a nuestros oídos por separado. Esto no suele ser así. Lo más frecuente es que las ondas se superpongan antes de llegar a nosotros. Esta superposición es fácil de traducir a términos físicos: simplemente, cada punto vibra con la suma de las elongaciones de las dos ondas. 
Ahora bien,dos instrumentos pueden sonar al mismo tiempo y sin embargo nuestro oído es capaz de diferenciarlos. Esto significa que un movimiento ondulatorio complicado puede ser analizado (digamos, descompuesto) en una suma de ondas simples.
La superposición de ondas puede dar origen a la interferencia tanto constructiva como destructiva de ellas, según la fase en que se encuentren ambas en cada momento.Veamos qué sucede cuando dos ondas con la misma frecuencia se encuentran en fase:
INTERFERENCIA CONSTRUCTIVA


Una aplicación: el estetoscopio.

Este instrumento fue inventado en 1816 por el médico francés R.T.H. Laennec. A este hombre, por pudor, no le agradaba la idea de aplicar su oreja sobre el pecho de las pacientes, por lo que se acostumbró a utilizar un tubo de papel. Posteriormenteperfeccionó la idea aplicando el principio de interferencia constructiva.
Veamos ahora qué sucede cuando dos ondas con la misma frecuencia se encuentran en invertidas (desfasadas 180º una con respecto a la otra):
INTERFERENCIA DESTRUCTIVA

Una aplicación: 
la cancelación del ruido.
La interferencia destructiva puede ser muy útil. Es muy importante que el piloto de un avión oiga lo que sucedea su alrededor, pero el ruido del motor representa un problema. Por eso, los pilotos pueden usar unos auriculares especiales conectados a un micrófono que registra directamente el sonido del motor. Un sistema en los auriculares crea una onda inversa a la que llega a través del micrófono. Esta onda es emitida, de forma que neutraliza la primera. En los automóviles se está experimentando con unsistema similar.

Qué sucederá cuando dos ondas de diferente frecuencia se superpongan? Imagina, por ejemplo, que dos instrumentistas tocan al unísono, produciendo ondas de la misma amplitud. Pero uno de ellos emite una frecuencia de 440 Hz, mientras el otro la emite de 450 Hz. En esta situación, no oirás un sonido constante. El volumen de los sonidos combinados sube y baja. 
Cuando se encuentrendos condensaciones o dos rarificaciones se producirá interferencia constructiva y la amplitud (el volumen) subirá. Pero cuando se encuentre una condensación con una rarificación se producirá interferencia destructiva, por lo que el volumen descenderá. Estas rápidas y periódicas variaciones de volumen se llaman batidos.
En el ejemplo anterior, oirás 10 batidos por segundo, pues esa es ladiferencia entre 450 y 440. Los músicos utilizan los batidos para conocer si el instrumento se encuentra bien afinado. El músico escucha una frecuencia determinada (en la orquesta suele ser de 440 Hz) y trata de ejecutar un sonido con exactamente la misma frecuencia. La presencia de batidos le advertirá si el instrumento está fuera de tono. Cuando el batido desaparece, el músico sabe que su instrumentoestá bien entonado. 
BATIDOS
Observa ahora en la siguiente escena cómo se superponen las ondas que emite una cuerda y su mitad. Fíjate en que las zonas de interferencia destructiva apenas modifican la forma de la onda, lo que evita que percibamos el batido (este se produce demasiado rápido).










Aplicaciones de la superposición de ondas.

De acuerdo con el principio desuperposición de ondas, en un medio lineal cada onda se propaga independientemente de las demás, y la onda resultante en cada punto es simplemente la suma de las ondas componentes. Para las características escalares de la onda (presión, temperatura) la suma es algebraica, y para las propiedades vectoriales (velocidad, aceleración de la partícula) es una suma vectorial.
En ondas de igual magnitud, la...