marco teorico

MARCO TEÓRICO
1.1 Tubo de Rubens

El tubo de Rubens fue construido en 1904; funciona mediante el choque de las ondas sonoras y la presión que el gas ejerce sobre las mismas y esto provoca que las llamas sean visibles, dependiendo de la frecuencia de la música, la altura de las mismas va a variar. El Tubo de Rubens es un dispositivo que permite la visualización de ondas sonoras. Consiste en untubo, que se llena de gas inflamable. En uno de los extremos del tubo se coloca un altavoz, y el otro permanece cerrado. Sobre el tubo se realizan una serie de pequeños orificios que permiten la salida del gas, prendiendo el gas a su salida por los orificios. En las zonas donde la amplitud de la onda sonora es mayor, la presión aumenta, y eso produce que la llama en ese punto sea más alta, y por elcontrario donde la presión es menor la llama es más baja, o incluso desaparece cuando la presión externa es mayor que la presión en el interior del tubo, impidiendo la salida del gas por esos puntos. De esta forma, podemos visualizar de manera muy espectacular y llamativa las ondas sonoras que se propagan en el interior del tubo.


Consideremos lo que sucede cuando una onda sonora llega alextremo cerrado de un tubo. En analogía con la onda transversal de una cuerda, ocurre una reflexión y la onda reflejada viaja de regreso por el tubo en dirección opuesta. El comportamiento de la onda en el extremo reflejante depende de si el extremo del tubo es abierto o cerrado. Si se mantiene una perturbación a frecuencia constante, la superposición de la onda incidente y la refleja da lugar a unpatrón de ondas estacionarias dentro del tubo. En el caso de un tubo cerrado en un extremo, al viajar la onda por el tubo y llegar a éste, puede comprimir a las capas de aire contra la barrera fija. La presión puede por lo tanto variar aquí con su máxima amplitud, y el extremo cerrado es un antinodo de presión y un nodo de desplazamiento dado que las partículas se ven imposibilitadas a moverse aquí. Esimportante considerar también, que una onda de presión se refleja en un extremo cerrado sin cambiar de fase, mientras que la onda de desplazamiento sufre un cambio de fase de medio ciclo. Es posible deducir entonces una función de onda para la onda estacionaria, considerando la superposición de dos ondas iguales que viajan en direcciones opuestas. Como la onda de desplazamiento reflejada en unextremo cerrado del tubo se invierte se debe anteponer un signo negativo a una de ellas.






1.2PRINCIPIOS FÍSICOS QUE ILUSTRA

Ondas Mecánicas. ·Superposición de ondas. ·Ondas estacionarias. ·Nodos y valles. El sonido cuando viaja a través del aire genera diferencias de presión. El tubo de Rubens nos muestra estas variaciones de presión en forma de onda transversal, visualizándolas a través delgas butano que se hace circular a través de él. El gas tiene zonas en las que la onda es 5 más larga, ya que recibe presión de la onda, y otras zonas donde la onda no presiona y apenas se ve la llama. De este modo el gas reproduce el patrón de la onda estacionaria con sus nodos (puntos de amplitud mínima) y vientres (puntos de amplitud máxima). Una longitud de tubo está perforado a lo largo de laparte superior y cerrado en ambos extremos un sello se adjunta a un pequeño altavoz o generador de frecuencia, el otro a un suministro de un gas inflamable (tanque de propano). El tubo se llena con el gas, y el gas que se escapa de las perforaciones está encendido. Si se utiliza una frecuencia constante adecuado, una onda estacionaria puede formar dentro del tubo. Cuando el altavoz está activado,la onda estacionaria creará puntos con presión oscilante y con puntos de presión constante (nodos de presión) a lo largo del tubo (superior e inferior). Donde hay presión oscilante debido a las ondas sonoras, menos gas se escapa de las perforaciones en el tubo, y las llamas será menor en esos puntos. En los nodos de presión, las llamas son más altas. Al final de la velocidad molécula de gas del...