Fenómenos y propiedades de las ondas: atenuación, absorción, interferencia y aplicaciones (radar y sonar)

Fenómenos y propiedades de las ondas

Atenuación

Atenuación: Este fenómeno de las ondas se produce cuando un foco emite ondas tridimensionales y, conforme se alejan de él, su amplitud disminuye debido a que la onda se reparte entre un número mayor de partículas.

Absorción

Absorción: Este fenómeno se da en ondas unidimensionales, ya que el número de partículas no varía según la distancia al foco. Consiste en la transformación de energía del Movimiento Armónico Simple (MAS) en energía interna por el rozamiento.

Principio de Huygens

Principio de Huygens: Nos dice que cada punto del medio alcanzado por la onda se comporta como un nuevo foco emisor de ondas.

Difracción

Difracción: Capacidad de las ondas para bordear objetos y propagarse al encontrar obstáculos o rendijas.

Polarización

Polarización: Fenómeno de las ondas que nos permite diferenciar ondas longitudinales de ondas transversales; solo las ondas transversales pueden polarizarse.

Interferencia

Interferencia: Fenómeno que ocurre cuando dos ondas coinciden en un mismo lugar. Puede ser de dos tipos:

• Constructiva: cuando las amplitudes se suman.
• Destructiva: cuando las amplitudes se restan.

Reflexión y refracción

Reflexión y refracción: Ocurren cuando una onda alcanza la separación entre dos medios diferentes.

Leyes de la reflexión

El rayo incidente, el rayo reflejado y la normal están en el mismo plano, y el ángulo de incidencia y el ángulo de reflexión son iguales.

Leyes de la refracción (Ley de Snell)

El rayo incidente, el rayo refractado y la normal están en el mismo plano. Los ángulos de incidencia (i) y de refracción (r) están relacionados por la ley de Snell:

sin i / sin r = v1 / v2 = n2 / n1

Reflexión total

Reflexión total: Fenómeno que ocurre cuando una onda intenta pasar de un medio a otro en el que se mueve más rápido (es decir, de un medio con mayor índice de refracción a otro con menor índice). En esas condiciones la onda puede quedar totalmente reflejada.

Ángulo límite (ángulo crítico)

Ángulo límite: Es el ángulo de incidencia al que corresponde un ángulo refractado de 90° (la onda refractada se propaga tangencialmente a la interfaz). Se cumple:

sin θ_lim = v1 / v2 (equivalente a sin θ_lim = n2 / n1).

Ondas estacionarias

Ondas estacionarias: Surgen de la interferencia de dos ondas con las mismas características que se propagan en sentidos opuestos.

Radar

Radar: Aparato emisor de ondas de radio que inciden sobre un objeto en movimiento; el objeto actúa como foco móvil de las ondas reflejadas y estas son captadas por el aparato. Comparando la frecuencia emitida y la frecuencia recibida podemos calcular la velocidad del objeto.

Sonar

Sonar: Aparato que emite ultrasonidos, es decir, ondas de frecuencia elevada, para detectar objetos mediante la reflexión de estas ondas en el medio acuático u otros medios.

Características del sonido: tono y timbre

Tono: Cualidad que nos indica si un sonido es grave (frecuencia baja) o agudo (frecuencia alta), determinada por su frecuencia.

Timbre: Cualidad del sonido que nos permite identificar la fuente sonora, ya que los sonidos emitidos por diferentes cuerpos van acompañados de sus armónicos.