Document

¿Cuáles son las características de una onda?
¿Cuáles son los tipos de ondas que existen?
¿Cuáles son las diferencias más importantes entre
las ondas mecánicas y las electromagnéticas?
¿En qué consisten los fenómenos ondulatorios de :
Reflexión
Refracción
Dispersión
Polarización
Interferencia
Difracción?
Una onda es la propagación de una
perturbación en el espacio/tiempo.
Sus características principales son:
Requiere de una fuente de
generación de la perturbación
(continua o instantánea).
Transporta energía y momento en
grandes distancias, NO materia.
Las partículas del medio (si es que
las hay), se mueven distancias
pequeñas (vibración).
Se puede transmitir información
sobre el origen de la perturbación.
Dependiendo de su origen físico, las
ondas se pueden clasificar en dos
tipos: ondas mecánicas y ondas
electromagnéticas
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons
/4/43/2006-01-14_Surface_waves.jpg
http://www.youtube.com/watch?v=aKGgsLHN1
dc&feature=related
http://www.youtube.com/watch?v=aKGgsLHN1dc&feature=related
Requieren un medio material
para propagarse.
Pueden ser longitudinales y
transversales.
Su velocidad depende de la
conexión física por medio de
la cual las partes adyacentes
se afectan entre sí 
Elasticidad, temperatura …
http://ocw.mit.edu/ans7870/8/8.02T/f04/visualizations/light
/07-EBlight/EB_Light.mpg
Pueden propagarse en un
medio y en el vacío.
Siempre son transversales.
En el vacío todas tienen la
misma velocidad (c) y ésta
cambia cuando se propagan
en un medio dependiendo de
sus propiedades.
http://physics-animations.com/Physics/English/waves.htm
La dirección de propagación
de la onda es paralela a la
dirección de vibración de las
partículas del medio.
http://physics-animations.com/Physics/English/waves.htm
La dirección de propagación
de la onda es perpendicular a
la dirección de vibración de
las partículas del medio o del
campo.
La mayoría de las ondas se pueden descomponer en
componentes longitudinales y/o transversales.
http://www.acs.psu.e
du/drussell/Demos/ref
lect/reflect.html
La onda reflejada cambia de dirección
y de fase (ϕ = π) cuando se refleja en
una superficie DURA (uno de los
extremos está fijo)
La onda reflejada cambia de dirección
pero NO de fase (ϕ = 0) cuando se
refleja en una superficie BLANDA
(uno de los extremos está libre)
ρA < ρB
ρA > ρB
La onda reflejada cambia de fase cuando
se refleja en un medio más denso que el
incidente.
El ángulo de incidencia es igual al ángulo
de reflexión.
http://light.physics.auth.gr/images/enc/reflection.jpg
http://faraday.physics.utoronto.ca/PVB/Harrison/Flash/Waves/
Refraction/Refraction.html
La refracción es el cambio de
dirección de una onda provocado
por un cambio en su velocidad al
propagarse dentro de un medio.
El índice de refracción
c
absoluto (sin absorción) n 
v
se define como:
En el caso de ondas
electromagnéticas, se sigue
la ley de Snell:
n1 sin 1  n2 sin  2
http://abyss.uoregon.edu/~js/glossary/refraction.html
http://physics-animations.com/Physics/English/optics.htm
La dispersión es el cambio de
dirección de una onda en
función de su longitud de
onda.
El índice de refracción
depende de λ  La velocidad
es una función de λ.
n   v  
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/6/63/Dispersion_prism.jpg
c
n 
material 
vacío
nmaterial
La expresión matemática que
describe la relación entre la
velocidad y la longitud de
onda (o frecuencia) se llama
relación de dispersión.
La polarización se refiere a la
orientación de las oscilaciones
en el plano perpendicular a la
dirección de propagación de
la onda.
http://physics-animations.com/Physics/English/optics.htm
http://light.physics.auth.gr/images/enc/pol.gif
Las ondas longitudinales NO
exhiben polarización porque
las oscilaciones son paralelas
a la dirección de propagación.
Los filtros polarizadores sirven
para elegir o causar una
cierta polarización de la onda
incidente.
http://www.acs.psu.edu/drussell/demos/superposition/sup
erposition.html
http://www.explainthatstuff.com/howinterferometerswork.html
La interferencia se produce debido a
la superposición de dos o más ondas.
Dependiendo de la diferencia de fase
(ϕ) entre las ondas se pueden
producir condiciones de:
Interferencia constructiva (ϕ = 0) :
La amplitud de la onda resultante es
mayor a la de las ondas originales.
Interferencia destructiva (ϕ = π) : La
amplitud de la onda resultante es
menor a la de las ondas originales.
Las condiciones de interferencia
también se producen debido a la
diferencia de trayectorias entre dos o
más ondas.
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/e/e8/Diffraction_through_Pinhole.svg/
500px-Diffraction_through_Pinhole.svg.png
La difracción ocurre cuando una
onda se “dobla” para atravesar un
obstáculo o se esparce después de
atravesar un orificio pequeño (del
orden de la longitud de onda).
Un frente de ondas plano presenta
un patrón de difracción producido
por la interferencia de las ondas
difractadas
que
proporciona
información sobre las dimensiones
del orificio u objeto difractante.
http://www.smeter.net/propagation/diffrac1.php
1. Una serie de pulsos de 15 cm de amplitud,
son enviados por una cuerda que está fija a
un poste por un extremo. Los pulsos se
reflejan en el poste sin perder amplitud.
Cuando
un
pulso
incidente
se
cruza
completamente con uno reflejado, ¿cuál es
la amplitud resultante si
a) la cuerda está unida rígidamente al
poste?
b) el extremo puede deslizarse libremente
hacia arriba o hacia abajo del poste?
http://www.acs.psu.edu/drussell/De
mos/reflect/reflect.html
2. Un vidrio tiene una capa de hielo en la superficie. Calcule el
ángulo de transmisión de un haz de luz que incide a 30° si
los índices de refracción del hielo y el vidrio son 1.31 y 1.52,
respectivamente.
3. Luz de longitud de onda de 600 nm en el vacío entra a un
bloque de vidrio donde n=1.5. Calcule su longitud de onda
en el vidrio.
4. Calcule el índice de refracción de un medio si quisiéramos
reducir la velocidad de la luz en un 10% comparada con su
velocidad en el vacío.
5. Partiendo de la identidad trigonométrica:
 A B   A B 
sin A  sin B  2 sin
 cos

 2   2 
Calcule la amplitud, la frecuencia y la fase de la onda
resultante de la interferencia de las siguientes dos ondas y
diga cuando la interferencia es constructiva y cuando es
destructiva:
y1 x, t   6 sin4 x  6 t 
a) Cuando ϕ = 0
b) Cuando ϕ = π/6
c) Cuando ϕ = 3π/2
d) Cuando ϕ = π
y
y2 x, t   6 sin4 x  6 t   