Movimiento Periódico y Ondas
Movimiento Periódico
Un movimiento periódico es aquel en el que un cuerpo se desplaza de un lado a otro sobre una trayectoria fija, regresando a la misma posición y velocidad después de un intervalo de tiempo definido.
Movimiento Armónico Simple (MAS)
El movimiento armónico simple (MAS) describe el movimiento de una partícula que realiza oscilaciones pequeñas alrededor de un punto de equilibrio estable.
Movimiento Ondulatorio
El movimiento ondulatorio es la propagación de energía a través de una perturbación en un medio, sin que el medio en sí se desplace.
Onda Mecánica
Una onda mecánica es una perturbación física que se propaga a través de un medio elástico.
Características de las Ondas
- Cresta: punto más alto de la onda.
- Valle: punto más bajo de la onda.
- Longitud de onda (λ): distancia entre dos crestas, valles o puntos idénticos consecutivos de la onda.
- Nodo: punto donde la onda interseca la línea que la divide en dos partes iguales.
Tipos de Ondas
- Onda transversal: las partículas del medio vibran perpendicularmente a la dirección de propagación de la onda.
- Onda longitudinal: las partículas del medio vibran paralelamente a la dirección de propagación de la onda.
Acústica y Sonido
Acústica
La acústica estudia todas las vibraciones mecánicas, audibles o no.
Sonido
El sonido es una perturbación de compresión que viaja a través de un material, capaz de poner en movimiento el tímpano humano y generar la sensación auditiva.
Tipos de Sonido
- Sonido audible: ondas con frecuencias entre 20 Hz y 20 000 Hz.
- Infrasonidos: ondas sonoras con frecuencias por debajo de 20 Hz.
- Ultrasonidos: ondas sonoras con frecuencias por encima de 20 000 Hz.
Características del Sonido
- Tono: cualidad que permite distinguir sonidos graves de agudos.
- Timbre: cualidad que permite identificar la fuente del sonido.
- Intensidad del sonido: potencia transferida por una onda sonora a través de una unidad de área perpendicular a la dirección de propagación.
- Efecto Doppler: cambio aparente en la frecuencia de un sonido debido al movimiento relativo entre la fuente y el oyente.
Óptica: La Luz y sus Propiedades
Óptica Geométrica
La óptica geométrica describe los fenómenos ópticos utilizando líneas rectas y geometría plana.
Óptica Ondulatoria
La óptica ondulatoria se centra en la naturaleza ondulatoria de la luz.
Luz
La luz es radiación electromagnética capaz de afectar el sentido de la vista. Es energía radiante que puede afectar la retina.
Conceptos Clave en Óptica
- Objetivo luminoso: objeto que recibe la luz emitida por una fuente luminosa.
- Umbra o sombra: región donde no penetra la luz, formada por una fuente de luz extendida.
- Penumbra: porción exterior de la sombra, donde la luz llega parcialmente.
- Flujo luminoso: parte de la potencia radiante total emitida por una fuente de luz que puede afectar el sentido de la vista.
- Intensidad: cantidad de luz producida o emitida por una fuente luminosa.
- Ley de iluminación: la iluminación es directamente proporcional a la intensidad de la fuente luminosa e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre la fuente y la superficie.
- Estereorradián: ángulo sólido subtendido en el centro de una esfera por un área A sobre su superficie, igual al cuadrado de su radio R.
- Espectro electromagnético: clasificación de las ondas electromagnéticas según su frecuencia.
Reflexión de la Luz
La reflexión es el retorno de los rayos de luz desde una superficie, de modo que el ángulo de salida es igual al ángulo de entrada.
Ley de la Reflexión
El ángulo de incidencia es igual al ángulo de reflexión.
Tipos de Reflexión
- Reflexión especular: reflexión de la luz desde una superficie lisa.
- Reflexión difusa: reflexión desde una superficie rugosa.
Leyes Básicas de la Reflexión
- El ángulo de incidencia es igual al ángulo de reflexión.
- El rayo incidente, el rayo reflejado y la normal a la superficie se encuentran en un mismo plano.
Espejos
Un espejo es una superficie muy bien pulida que forma imágenes por reflexión especular de la luz.
Tipos de Imágenes
- Imagen virtual: parece estar formada por luz que proviene de la imagen, pero no es atravesada por ningún rayo de luz real.
- Imagen real: formada por rayos de luz reales que la atraviesan. Las imágenes reales se pueden proyectar en una pantalla.
Reglas de Formación de Imágenes en un Espejo Esférico
- Rayo 1: un rayo paralelo al eje del espejo pasa a través del punto focal de un espejo convexo.
- Rayo 2: un rayo que pasa por el punto focal de un espejo convexo se refleja paralelamente al eje del espejo.
- Rayo 3: un rayo que avanza a lo largo de un radio del espejo se refleja a lo largo de su trayectoria original.
Refracción de la Luz
La refracción de la luz es la desviación o cambio de dirección de un rayo de luz cuando pasa oblicuamente de un medio a otro.
Índice de Refracción
El índice de refracción (n) de un material es la razón de la velocidad de la luz en el vacío respecto a la velocidad de la luz en el material.
Ley de Snell
La razón del seno del ángulo de incidencia al seno del ángulo de refracción es igual a la razón de la velocidad de la luz en el medio de incidencia entre la velocidad de la luz en el medio de refracción.
Dispersión de la Luz
: al fenómeno de separación de las ondas de distinta frecuencia