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PROPAGACION DE ONDAS : FRENTE DE ONDA Y RAYOS .
Para describir el movimiento de ondas que se propagan en dos o tres dimensiones son útiles
los conceptos de frente de onda y de rayo.
Se define el frente de onda como el conjunto de puntos del medio alcanzados por el
movimiento ondulatorio en el mismo instante; o dicho con mayor precisión, el lugar
geométrico de todos los puntos del medio conigual fase de vibración. Tratándose de
ondas bi o tridimensionales1 la fase se escribirá k .r ± wt y el frente de onda estará
determinado por la relación:
k .r ± wt = constante
La forma geométrica del frente de onda depende de la forma de la fuente de ondas y del
medio en el cual se propaga. Si el foco es puntual y el medio es isótropo (posee
propiedades idénticas en todas las direcciones) ,los sucesivos frentes de onda son esferas
concéntricas, cuyo centro común es la fuente; si el medio es bidimensional, resultan
circunferencias concéntricas. Si el foco emisor posee forma lineal se obtiene una onda
cilíndrica, que se propaga a lo largo de los radios a partir del eje del cilindro.
Si examinamos la onda en puntos muy alejados de la fuente productora, las esferas
frentes de ondatendrán radios muy grandes y podrán considerarse planos.
Para representar las ondas, se dibujan los frentes separados una longitud de onda.
Atendiendo a la forma del frente de onda, las ondas se denominan esféricas, cilíndricas,
planas, etc. Las ondas planas pueden considerarse monodimensionales, ya que la
propagación es según una dirección particular.
Las
líneas perpendiculares a lossucesivos frentes de onda se denominan
rayos y corresponden a líneas de
propagación de la onda. Los puntos de
diferentes superficies de onda unidos por
un rayo
dado,
se llaman puntos
correspondientes.
Es evidente que el tiempo requerido para que la onda avance entre dos frentes de onda es el
mismo cualquiera que sea el rayo según el cual se mida. Por tanto, las distancias entre
puntoscorrespondientes deben depender de la velocidad del movimiento ondulatorio en
cada punto, y en un medio homogéneo e isótropo, donde la velocidad es la misma en todos
los puntos y en todas las direcciones, la separación entre dos superficies de onda debe ser la
misma en todos los puntos correspondientes.
Otro hecho importante es que en un medio homogéneo e isótropo los rayos son líneas
rectas, puesno hay razón para que éstos se desvíen hacia un lado u otro. Si la onda se
propaga a través de una sucesión de medios de estas características, la dirección de
propagación puede cambiar al pasar de un medio a otro.

PRINCIPIO DE HUYGENS : APLICACIONES
En el estudio de la propagación de una onda aparecen una serie de fenómenos como la
reflexión, la refracción y la difracción, que puedenexplicarse fácilmente analizando el
paso de un frente de onda al siguiente.
Cuando el frente de onda avanza en el medio, el movimiento ondulatorio se propaga
alcanzando nuevos puntos de ese medio.
Christian Hüygens (1629-1695) apoyándose en esta sencilla idea visualizó una
construcción geométrica para pasar de una superficie de onda a otra, que constituye el
Principio de Hüygens.
Cuando elmovimiento ondulatorio alcanza los
puntos de un frente de onda, cada partícula
del mismo, se convierte en una fuente de
ondas secundarias
que alcanzan a las
sucesivas partículas del medio. El siguiente
frente de onda será la superficie envolvente
de
todas
las
ondas secundarias. La
repetición del proceso da como resultado la
propagación de la onda a través del medio.
El Principio de Hüygenspuede enunciarse: Todo punto de un frente de ondas se convierte
en punto de partida de una serie de ondas secundarias (ondas elementales) en todos los
sentidos.
En este principio se considera que la amplitud de las ondas secundarias no es uniforme en
todas las direcciones, sino que varía continuamente desde un máximo en la dirección y
sentido de propagación de la onda hasta un mínimo en...