Fenómenos Ondulatorios

Principio de Superposición

Cuando dos o más ondas se propagan por un medio, la perturbación resultante en cada punto del medio es igual a la suma de las perturbaciones que hubiese producido cada onda de haberse propagado aisladamente. y = y1 + y2.

Interferencia

Fenómeno que se produce cuando dos movimientos ondulatorios coinciden (en espacio y tiempo). Las interferencias conducen a zonas donde se intensifica el movimiento ondulatorio y zonas donde se debilita.

Interferencias Constructivas

En las interferencias constructivas, la amplitud del movimiento resultante es máxima y igual al doble de la amplitud de los movimientos componentes en puntos en que la diferencia de recorrido de las ondas es 0 o un número entero de longitudes de onda. Las ondas llegan en concordancia de fase a estos puntos.

Interferencias Destructivas

Se caracterizan porque la amplitud de su movimiento resultante es nula para todos los puntos en los que la diferencia de recorrido de las ondas es un número impar de semilongitudes de onda. Las ondas llegan en oposición de fase a estos puntos.

Ondas Estacionarias

Son un caso particular de interferencias, ya que ocurren cuando dos movimientos ondulatorios idénticos avanzan en la misma dirección y sentido contrario. La onda que se genera produce la sensación de que no se mueve, es decir, de una situación estacionaria en la que el movimiento tiene una amplitud fija en cada punto del espacio. Presenta puntos de amplitud nula llamados nodos y otros de amplitud máxima llamados vientres. La ecuación de la onda resultante entre las que se han encontrado es la siguiente: Y = 2A cos Kx sen wt.

Las ondas estacionarias se producen cuando se limita el espacio de propagación de la onda, ya que estos límites hacen que se produzca una onda reflejada, de misma frecuencia, que viaja en sentido contrario. Los límites pueden ser fijos o libres. Fijo puede ser una cuerda con un extremo clavado en la pared, y libre puede ser el extremo abierto de un tubo sonoro. Existen ciertas frecuencias para las cuales la superposición de la onda que viaja en un sentido y su onda reflejada producen ondas de este tipo. Las frecuencias que dan lugar a ondas estacionarias se denominan frecuencias de resonancia. La frecuencia de resonancia más baja que conduce a la onda estacionaria con más longitud de onda, se llama frecuencia fundamental y a la onda correspondiente primer armónico. La segunda frecuencia producirá por tanto el segundo armónico y es el doble que la primera ya que la longitud de onda es la mitad que la del primer armónico.

Principio de Huygens

Cada punto de un frente de ondas se comporta como un foco emisor de ondas secundarias cuya envolvente constituye el nuevo frente de ondas. Entendemos frente de onda como la superficie formada por todos los puntos que son alcanzados por una onda al mismo tiempo. Por tanto todos los puntos tendrán la misma fase.

Difracción

La difracción de ondas se produce cuando la onda se encuentra con un obstáculo cuyo tamaño es del mismo orden de magnitud que su longitud de onda. Podemos observar la difracción de ondas en la superficie del agua al colocar dos tanques comunicados por una pequeña abertura. Producimos una perturbación en uno de ellos y al llegar a la abertura la onda se propaga por el otro tanque, siguiendo el principio de Huygens.

Refracción

La refracción de ondas se basa en el cambio de la dirección de propagación al pasar la onda de un medio a otro diferente, como el sonido al pasar del aire al agua. Si el medio no permite la propagación de la onda, lo denominamos medio opaco.

Reflexión

La reflexión de las ondas se basa en el cambio de dirección de propagación al incidir la onda en el límite de separación de dos medios diferentes. Después de la reflexión la onda continúa su propagación en el mismo medio. Un ejemplo muy claro es la reflexión de la luz en un espejo. Vemos como esta se desvía.

Electromagnetismo

Carga Eléctrica

La carga eléctrica aparece siempre como múltiplo de un electrón. Nunca se podrá dar una carga libre que sea la mitad de la carga de un electrón. Esto es porque el electrón es partícula fundamental. La carga eléctrica se conserva en todos los procesos físicos observados. En los procesos de electrización no se crean cargas netas. Los electrones se arrancan y se transfieren pero no se crean o destruyen.

Ley de Coulomb

La fuerza de atracción o repulsión entre dos cargas eléctricas es directamente proporcional al producto de las cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa.

Características de las Fuerzas Eléctricas:

• La fuerza está dirigida a lo largo de la recta de unión de las cargas. La fuerza es repulsiva si las cargas son del mismo signo, y será atractiva cuando el signo de las cargas sea contrario.
• Son fuerzas a distancia, por tanto no es necesario ningún medio material entre las cargas para que las fuerzas actúen.
• Siempre aparecen a pares como afirma la 3ª Ley de Newton, del principio de acción y reacción.
• Las fuerzas que se producen, verifican el principio de superposición.

Campo Eléctrico

Es una región del espacio, que rodea una carga, en la que si colocamos otra carga, aparecen fuerzas de atracción o repulsión dependiendo del signo de las dichas cargas. El campo eléctrico se describe mediante la intensidad del campo (también llamado campo eléctrico) y mediante el potencial eléctrico, que se relaciona con la energía que le corresponde a una carga situada en un punto del campo.

Intensidad del Campo Eléctrico:

• El módulo viene dado por…
• La dirección: es una recta que une la carga creadora del campo con el punto de interés.
• Sentido: el de la fuerza que experimenta la unidad de carga positiva que está en ese punto.
• Unidades: N/C.
• Si en dicho punto tenemos una carga la fórmula se convertiría en F=qE.