Fundamentos de Ondas: Propagación, Reflexión y Refracción
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Fundamentos de Ondas
¿Qué es una onda?
Una onda es la propagación en un medio, material o no, de una perturbación, una vibración, donde se transfiere energía sin que haya transporte de materia.
Características de las Ondas
Amplitud (A)
La amplitud de una onda (A): es la máxima elongación de cada punto de la onda respecto a la posición de equilibrio.
Longitud de Onda (λ)
La longitud de onda (λ): es la distancia que separa dos puntos consecutivos de la onda que tienen el mismo estado de vibración.
Periodo (T)
El periodo de una onda (T): es el tiempo que emplea un punto afectado por la perturbación en realizar una perturbación completa, lo que equivale al tiempo que la onda tarda en recorrer una distancia igual a la longitud de onda.
Frecuencia (f)
La frecuencia de una onda (f): es el número de vibraciones que realiza un punto de la onda en la unidad de tiempo.
f = 1/T
Velocidad de Propagación (v)
La velocidad de propagación (v): es la distancia que recorre la onda en la unidad de tiempo. Si las características del medio en que se propaga la onda no cambian, la velocidad es constante.
v = λ/T = λ·f
Elementos de una Onda
Frente de Onda
Un frente de onda: es el lugar geométrico formado por los puntos del medio alcanzados por la perturbación en un mismo instante.
Rayo
Un rayo: es una línea imaginaria perpendicular al frente de onda.
Fenómenos Ondulatorios
Reflexión
La reflexión: es el cambio de dirección que experimenta una onda al incidir sobre la superficie de separación entre dos medios. En este fenómeno, la onda sigue propagándose en el mismo medio.
Leyes de la Reflexión
1ª Ley: El rayo incidente, el rayo reflejado y la normal están en el mismo plano.
2ª Ley: El ángulo de incidencia (i), formado por el rayo incidente con la normal, y el de reflexión (r), formado por el rayo reflejado y la normal, son iguales. Es decir: i = r.
Refracción
La refracción: es el cambio de dirección que experimenta una onda cuando pasa de un medio a otro diferente. En este segundo medio, la onda refractada se propaga necesariamente con distinta velocidad.
Leyes de la Refracción
1ª Ley: El rayo incidente, el refractado y la normal están en un mismo plano.
2ª Ley: La relación entre los senos del ángulo de incidencia y de refracción es constante e igual a la relación de la velocidad de la onda en cada uno de los medios:
sen i / sen r = vi / vr = cte
El Sonido
¿Cómo se produce el sonido?
- Un foco sonoro, es decir, un cuerpo que vibre.
- Un medio material elástico donde las partículas que componen el medio vibren y puedan propagar la onda sonora. Por tanto, el sonido no puede transmitirse en el vacío.
El sonido tiene su origen en la vibración de las partículas que componen un medio material elástico.