Ondas y Sonido - clasesalacarta

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Tema 8.- Ondas, Sonido y Luz
Movimiento Vibratorio
Movimiento Periódico
Un móvil posee un movimiento periódico cuando en intervalos de tiempo iguales pasa por
el mismo punto del espacio siempre con las mismas características (dirección, sentido,
velocidad, aceleración,…)
Movimiento Vibratorio
Es el movimiento periódico de un punto material a un lado y a otro de su posición en equilibrio.
T=
Amplitud
Elongación
1
f
Siendo T el periodo en segundos y f la frecuencia en Herzios
ciclos
1
=1 Hertz .
Equilibrio
seg
La elongación es la distancia que en un instante dado separa al
punto oscilante de la posición de equilibrio y la amplitud el máximo
valor de la elongación.
Movimiento Ondulatorio
Es la propagación de un movimiento vibratorio en un medio elástico. No es la partícula vibrante lo que se propaga,
sino su EC.

Fase de un punto vibrante en un instante dado.- estado de movimiento definido por la elongación,
dirección, sentido y velocidad.

Igual Fase.- si se mueven en el mismo sentido y sus elongaciones son iguales en valor y signo.

Fase Opuesta.- sus elongaciones son iguales en valor pero de signo contrario.

Longitud de onda ().- distancia que separa 2 puntos consecutivos que tienen igual fase.

Periodo (T).- tiempo que tarda la vibración que se propaga, en recorrer un espacio igual a la . Coincide
con el tiempo que tarda el punto vibrante en realizar una oscilación completa.

Frecuencia (f).- nº de ondas que se propagan en 1 segundo. Coincide con el nº de vibraciones completas
dadas en 1 segundo.
Velocidad de Propagación

1 seg
T
f
v=
λ
= λ · f m seg
T
á
á
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Física _ 4º ESO
Clases de Ondas
Según la relación entre la dirección de propagación del movimiento ondulatorio y la dirección de vibración de
cada partícula:
Longitudinales
Las partículas vibran perpendicularmente a la
dirección de propagación. Sólo en medios donde la
fuerza de cohesión molecular sea grande (sólidos y
superficies libres de líquidos).
Las partículas vibran en la misma dirección de la
propagación. Se propagan en cualquier medio (sólido,
líquido y gaseoso).
Vibración
Transversales
Propagación
Según dónde sea el movimiento ondulatorio:
Circulares
Esféricas
Sobre superficie plana. Son circulares y
concéntricas.
En el espacio y en medio homogéneo.
Fenómenos Ondulatorios
Reflexión
Cuando una onda encuentra una superficie contra la cual rebota. En la reflexión el rayo incidente y el reflejado se
propagan en el mismo medio.
Se denomina ángulo de incidencia el formado por el rayo incidente y la normal a la superficie y ángulo de
reflexión el formado por el rayo reflejado y la normal
Rayo
Incidente
Normal
i
Rayo
Reflejado
r
Espejo
Leyes de la reflexión
1. El rayo incidente, el reflejado y la normal están en un mismo plano.
2. Los ángulos de incidencia y reflexión son iguales:
i = r
La reflexión nos permite ver los objetos ya que la luz que se refleja en ellos llega a nuestros ojos.
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Tema 8.- Ondas, Sonido y Luz
Refracción
Cuando una onda que se propaga en un medio pasa a otro en el cual su velocidad de
propagación es distinta. Como consecuencia se produce una especie de flexión de la onda.
Cambia la velocidad y la longitud de onda, pero no la frecuencia.
i
r
Se denomina ángulo de incidencia el formado por el rayo incidente y la normal a la
superficie y ángulo de refracción el formado por el rayo refractado y la normal.
Leyes de la refracción
1. El rayo incidente, el refractado y la normal están en un mismo plano.
2. La relación entre el ángulo de incidencia y el de refracción viene dado por la siguiente expresión (Ley de
Snell): n1 sen i = n2 sen r.
Siendo n el índice de refracción es una medida que determina la reducción de la velocidad de una onda al
propagarse por un medio homogéneo. Es característico de cada material.
Difracción
Se basa en la desviación de las ondas al encontrar un obstáculo o al atravesar una rendija.
Interferencias
Variaciones de amplitud producidas por la superposición de 2 movimientos ondulatorios de vibraciones
paralelas e igual periodo. La amplitud resultante es igual a la suma ó a la diferencia de las amplitudes de las ondas
componentes según que dichas ondas estén en fase o en fase opuesta.
Si están en fase opuesta, la amplitud resultante es cero, es decir, las ondas componentes se anulan.
Ondas Estacionarias
Son consecuencia de la interferencia de 2 ondas de igual amplitud, propagadas en la misma dirección pero de
sentidos contrarios. Se distinguen los nodos (puntos donde la amplitud es nula. Son puntos fijos. La distancia
entre 2 nodos consecutivos es igual a la mitad de la) y los vientres (puntos de máxima amplitud).
Interferencias Misma Fase
Interferencias Fase Opuesta
Ondas Estacionarias
Vientres
Nodos
2A
A
A
-A
-A
-2A
á
á
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Física _ 4º ESO
Sonido
Es la propagación a través de un medio material de la vibración de un cuerpo elástico, mediante ondas
longitudinales y esféricas (ondas sonoras).
Su velocidad de propagación es independiente de la fuente sonora. No se propaga en el vacío.
La intensidad (W/m2) de sonido es la energía que transmite la onda sonora por segundo a través de la unidad
de superficie colocada perpendicularmente a la dirección de propagación: sonidos fuertes y débiles.
El tono es aquella cualidad del sonido que nos permite distinguir sonidos altos (agudos) de sonidos bajos
(graves). Como unidad de tono se toma la unidad definida de frecuencia (Hertz).
El timbre es la cualidad del sonido que nos permite distinguir entre sonidos de igual intensidad y tono, pero
producidos por distintos instrumentos. Es debido a que los sonidos están constituidos por vibraciones no
senoidales, consecuencia de varias vibraciones armónicas simples que dependen del instrumento que origina el
sonido.
Resonancia
Cuando sobre un cuerpo actúa una fuerza de forma periódica y el periodo de ésta coincide con el de vibración del
cuerpo, entonces este cuerpo refuerza continuamente su vibración aumentando la amplitud a cada actuación de la
fuerza. La resonancia es el fenómeno por el cual un cuerpo (resonador) entra en vibración cuando se produce
cerca de él un sonido de la frecuencia que él es capaz de dar, reforzando así con su sonido el del cuerpo excitador.
Reflexión del sonido
Eco es el fenómeno en virtud del cual nuestro oído percibe, debido a la reflexión de las ondas sonoras, el mismo
sonido más de una vez. Es necesario que el objeto reflector esté a una distancia igual o mayor de 17 m del foco
emisor.
Reverberación es la persistencia de un sonido, después de haber sido emitido, durante cierto tiempo, dando con
ello origen a una superposición de sonidos. Al tiempo que perdura el sonido se le llama tiempo de
reverberación.
Naturaleza de la Luz
Modelo Corpuscular.- Newton (1.672)
La luz consiste en la proyección o emisión de pequeños corpúsculos materiales a partir del foco radiante, los
cuales se propagan a gran velocidad de forma rectilínea en todo medio transparente y homogéneo.
Modelo Ondulatorio.- Huygens (1.690) y Maxwell (1.865)
La luz consiste una perturbación de tipo ondulatorio que se propaga desde el foco luminoso hasta el observador.
La luz son ondas electromagnéticas.
f
1020
1018
1016
1014
1012
1010
108
106
Hz

10-12
10-10
10-8
10-6
10-4
10-2
1
102
m
Rayos X
UV
Rayos 
400 nm
500 nm
V
i
s
i
b
l
e
Infrarrojo
-Ondas
600 nm
TV
Radio
700 nm
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Tema 8.- Ondas, Sonido y Luz
Modelo Ondulatorio – Corpuscular.- Broglie (1.924) y Schrödinger (1.926)
Cuando la luz se propaga se comporta como onda electromagnética, pero cuando interacciona con la materia,
presenta carácter corpuscular.
Velocidad de Propagación de la Luz
En un medio transparente y homogéneo la luz se propaga en línea recta.
En el vacío y en el aire
8
c = 3 · 10 m s
En medios materiales transparentes
La velocidad es menor que en el vacío, siendo además característica de dicho medio.
Índice de refracción
Absoluto
Relativo
Es una cte característica del medio y representa el nº
de veces que es mayor la velocidad de la luz en el
vacío que en ese medio.
Es de un medio respecto a otro.
n=
velocidad luz vacío
>1
velocidad luz en el medio
n1, 2 =
n1
n2