Fisico Quimica

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Onda estacionaria

Onda estacionaria en una cuerda. Los puntos rojos representan los nodos de la onda.
¿QUE ES UNA ONDA ESTACIONARIA?
Una onda estacionaria se forma por la interferencia de dos ondasde la misma naturaleza con igual amplitud, longitud de onda (ofrecuencia) que avanzan ensentido opuesto a través de un medio.
Las ondas estacionarias permanecen confinadas en un espacio(cuerda, tubo con aire, membrana, etc.). La amplitud de la oscilaciónpara cada punto depende de su posición, la frecuencia es la misma para todos y coincide con la de las ondas que interfieren. Hay puntos que no vibran (nodos), que permanecen inmóviles, estacionarios, mientras que otros (vientres oantinodos) lo hacen con una amplitud de vibración máxima, igual al doble de la de las ondas que interfieren, y con una energía máxima. El nombre de onda estacionaria proviene de la aparente inmovilidad de los nodos. La distancia que separa dos nodos o dos antinodos consecutivos es media longitud de onda.
Se puede considerar que las ondas estacionarias no son ondas de propagación sino los distintosmodos de vibración de la cuerda, el tubo con aire, la membrana, etc. Para una cuerda, tubo, membrana, ... determinados, sólo hay ciertas frecuencias a las que se producen ondas estacionarias que se llaman frecuencias de resonancia. La más baja se denomina frecuencia fundamental, y las demás son múltiplos enteros de ella (doble, triple, ...).
Una onda estacionaria se puede formar por la suma de unaonda y su onda reflejada sobre un mismo eje.(x o y)

Ondas estacionarias
Estas son el resultado de confinar ondas en una region determinada. Cuando una onda en movimiento, como la que se propaga por la cuerda de una guitarra en direccion del puente, llega al soporte, la cuerda tiene que estar casi en reposo. Se ejerce una fuerza sobre el soporte, que entonces reacciona, mandando una ondareflejada por la cuerda en sentido opuesto. Esta onda tiene la misma frecuencia y longitud de onda que la onda original.
Con determinada frecuencias las dos ondas, propagandose en sentidos contrarios interfieren para producir una onda estacionaria. Cada modo de vibracion corresponde a una frecuencia particular.
Las ondas estacionarias pueden ser transversales, como en una cuerda de violin, punteada, olongitudinal, como en el aire de un tubo de un organo. Las posiciones de la amplitud maxima y minima se denominan antinodos o vientres y nodos respectivamente. En los antinodos la interferencia es constructiva. En los nodos es destructiva.
Se aplica una fuerza periodica a un sistema con una frecuencia de o cerca de la frecuencia natural del sistema, entonces la amplitud de vibracion resultante sermucho mayor que para otras frecuencias. Estas frecuencias naturales se llaman frecuencias resonantes. Cuando una frecuencia impulsora llega a igualar la frecuencia resonante, se ha obtenido la amplitud maxima.
La frecuencia natural de los objetos se puede usar de forma destructiva. Vientos fuertes pueden llevar puentes suspendidos a su frecuencia natural, haciendolos vibrar, hasta ocasionar ladestruccion del puente. Al cruzar un puente, los soldados en formacion tienen que romperla para que el puente no alcance la frecuencia natural de la estructura que causaria su desintegracion.
Difracción
Las ondas normalmente avanzan en linea recta por un medio uniforme. Sin embargo, cuando pasan por una rendija con un ancho comparable a la longitud de onda, se dispersan en forma de abanico, esdecir se difractan. Asi las ondas pueden doblar las esquinas. APRA una onda sonora de 256 Hz la longitud de onda es
de unos 1.3 m, o sea, cercana a las dimensiones de puertas y ventanas abiertas.
Si se proyecta un haz de luz por una sola rendija ancha sobre una pantalla cercana a la rendija, se obtiene una imagen nitida y clara de la rendija. Si se estrecha la rendija llegara un punto en el cual...