UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE DEPARTAMENTO DEPARTAMENT O DE FISICA FACULTAD DE CIENCIA
PROFESORA: CECILIA TOLEDO V. SEGUNDO TRIMESTRE DEL 2012
LABORATORIO FÍSICA Nº7 ESTUDIO DE ONDAS OBJETIVO GENERAL: Analizar ondas estacionarias, fuentes de sonido, cuerdas vibratorias y columnas de aire.
OBJETIVO ESPECIFICO ESPECIFICO A.B.C.-
Caracterizar Caracteriza r las ondas estacionarias estaciona rias formadas con una cuerda vibrante. Determinar la velocidad del sonido en el aire usando un tubo de resonancia. resonancia . Emplear una cubeta de ondas para investigar las propiedades propiedades de de reflexión, difracción e interferencia de ondas.
INTRODUCCION GENERAL. El hecho que fenómenos tan importantes como la luz y el sonido se propaguen por medio de ondas, hace que el estudio del movimiento ondulatorio sea de una gran importancia. importancia . Una onda consiste en en oscilaciones que se mueven mueven sin portar materia materia con ellas. Las ondas implican implican transporte de energía pura mediante la deformación o cambio de las propiedades del medio. Este transporte de energía se realiza sin que haya desplazamiento de materia de un lugar a otro, en forma permanente. Hay algunas ondas que se propagan en medios materiales deformables - como el sonido, las ondas sísmicas, las olas del mar, las ondas ultra sonoras. Estas corr corresponden esponden a vibraciones vibraciones mecánicas mecánicas de un medio material.
A
REVISAR ANEXO TEORICO PAG. 6 ACTIVIDADES A DESARROLLAR I.- ONDAS ESTACIONARIAS ESTACIONARIAS OBJETIVO GENERALES -
Caracterizar Caracteriza r las ondas estacionarias estaciona rias formadas con una cuerda vibrante. Determinar la velocidad del sonido en el aire usando un tubo de resonancia. resonancia .
ESTUDIO DE ONDAS EN UNA CUERDA Objetivos. Observar o ondas e estacionarias y y a analizar llas c condiciones q que sse d deben c cumplir p para ssu g generación. Identif icar llos a armónicos e en u una o onda e estacionaria. Determinar lla v velocidad d de u una o onda e estacionaria e en u una c cuerda. .. Determinar lla f f recuencia d de v vibración d de lla f f uente Cuerda vibrante.
L
Polea fija Pesa. Pesa.
[email protected]
Cuerda fina
Timbre
Red: 220 V
UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE – DEPARTAMENTO DE FISICA
1
DESARROLLO EXPERIMENTAL EXPERIMENTAL 1. Variar la tensión de la cuerda, colgando masas en el extremo libre o tensando con un
dinamómetro , manteniendo fija su longitud( dinamómetro, longitud( L) hasta lograr la formación del primer armónico. ¿Por qué se hace difícil conseguir la onda estacionaria? estacionari a? Represente en un esquema la onda estacionaria. Marque tres puntos diferentes en ella y describa el movimiento que tendrá cada uno de los puntos.
2. Determina Determinarr las magnitudes a medir para completar la información de la tabla siguiente. Armónico Primer Segundo Tercero Cuarto Quinto Sexto
3. 4. 5. 6. 7.
Tensión aplicada
Longitud de onda
velocidad
frecuencia
¿ Qué puede deducir de la última columna? Justifique sus resultados Construya un gráfico v(), rectifique si es necesario y encuentre la relación entre las variables. ¿Qué representa en este caso la pendiente de la recta? ¿Qué otras opciones de investigación en esta línea pueden sugerir? Si cuenta con un instrumento que le permita variar la frecuencia, diseñe una actividad con este instrumento.
II.- ONDAS DENTRO DE TUBOS ONDAS ESTACIONARIAS EN TUBOS: ONDAS LONGITUDINALES. Cuando se perturba el aire en la parte superior de un tubo, se producen ondas o vibraciones longitudina les que recorren el tubo, reflejándose en el otro extremo. Nuevamente la interacción o longitudinales interferencia de las ondas directas y reflejadas producen ondas estacionarias dentro del tubo ( ver figura )
HTTP://PORTALES.EDUCARED.NET/WIKIEDUCARED/INDEX.PHP?TITLE=IMAGEN:RESONANCIA_TUBOS_CER RADOS_POR_UN_EXTREMO En este caso los nodos se presentan en extremo cerrado y los antinodos en el extremo abierto. La longitud efectiva del tubo se ajusta utilizando agua. Esto es, al colocar un diapasón diapasón en la parte superior del tubo, se ajusta la longitud de la columna de aire variando el nivel de agua hasta que el aire vibre de tal manera de obtener un notorio aumento en la intensidad de la vibración producida por el diapasón. De esta forma, en un tubo cerrado en un extremo extremo se producen ondas estacionarias cuyas frecuencias de vibración vienen dadas por :
f n = n v / 4L
( n = 1 , 2 , 3 ..)
donde v es el módulo de la velocidad del sonido en el aire.
[email protected]
UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE – DEPARTAMENTO DE FISICA
2
1.- Utilizando un tubo de resonancia casi lleno con agua, disminuya gradualment gradualmente e el nivel de agua en el tubo mientras sostiene sostiene el diapasón vibrando vibrando por encima de la par parte te superior del tubo. Registre los dos primeros niveles de resonancia. 2.- Marque las posiciones registradas colocando elásticos alrededor del tubo y efectúe una medición más acuciosa de las posiciones previamente determinadas. 3.- Registre la temperatura del aire, las longitudes L 1 y L2 que se indican en la figura fi gura y la frecuencia del diapasón f.
L 1
L 2
L1 = L2 = L2 - L 1 = / 2
L2 - L1 =
/2
To = f=
4.- Con la información anterior, determine la velocidad del sonido en el aire y compare este valor con el indicado en tablas, registre la temperatura temperatura a la que se hizo la actividad.. actividad.. ¿ cuál es el porcentaje de diferencia entre ambos valores?
CUBETA DE ONDAS I.OBJETIVO ESPECIFICO Emplear una cubeta de ondas para investigar las propiedades de reflexión, difracción e interferencia de ondas.
INTRODUCCION LA CUBETA DE ONDAS La cubeta de ondas es un dispositivo experimental que nos permite mostrar, observar, estudiar el comportamiento de las ondas. Con ella se obtienen bastante buenos resultados, aprovechando el fenómeno de la propagación propagación de las ondas superficiales en un líquido.
[email protected]
UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE – DEPARTAMENTO DE FISICA
3
Consiste en un recipiente de poca profundidad cuyo fondo plano y rectangular es de vidrio transparente. Se usa para estudiar el comportamiento de las ondas observando la proyección de éstas sobre una pantalla colocada debajo de la cubeta. A cierta altura sobre la cubeta y en la parte central de ella se coloca una lámpara de manera tal que sólo ilumine hacia la cubeta. Esta misma lámpara puede usarse para proyectar en cielo raso.
Fuente de Luz
Cubeta
Objeto
L
Proyección
Pantalla
L'
ACCESORIOS DE LA CUBETA Generador de pulsos planos: es una barra cuya longitud longitu d es un poco menor que el ancho de la cubeta. La barra está provista de agujeros, en ellos se insertan, uno, dos o más ganchos. Para generar ondas periódicas circulares basta colocar uno de los ganchos y levantar levantar la barra de de modo que la gomita cilindrica cilindrica roce el agua. Cuando se va a producir ondas planas, se sacan los ganchos y se baja la barra hasta que ésta toque el agua.
o o o o o o o
Barreras : bloques de cantos biselados, los que se usan como reflectoras o barreras.
DESARR0LLO EXPERIMENTAL 1.- Eche agua en la cubeta de ondas, asegurándose que en cada esquina de ella, el agua esté al mismo nivel (aproximadamente 1 cm.). Encienda la fuente luminosa. Mientras crea pequeñas perturbaciones con el lápiz, ajuste la fuente luminosa de modo que se produzcan imágenes claras de ondas sobre la pantalla de papel. 2.- Utilizando el generador de ondas planas, coloque un obstáculo plano en la dirección de la propagación de la onda. Los pulsos incidentes golpearan la barrera frontalmente (ángulo de incidencia cero). Describa lo que sucede con los pulsos cuando golpean la barrera e identifique los pulsos incidentes y reflejados. Cambie el ángulo de incidencia. En la hoja de papel marque la dirección de propagación, la dirección dirección de la onda reflejada y la normal a la superficie de incidencia.
3.Sustituya la barrera recta por una tira parabólica, arreglada arreglada de tal manera que el lado abierto de la curva esté hacia la barra generadora de ondas. Envíe pulsos directamente hacia la barrera curva. Describa lo observado.
P
B
P
4.Localice el punto, o foco, donde los pulsos reflejados se B juntan. Golpee suavemente en el foco, utilizando su dedo. Observe que hay dos frentes de onda, uno que se mueve hacia afuera del foco y otro que se mueve hacia la barrera curva y es reflejado. Describa la reflexión de una onda circular que se origina en el foco de la barrera curva. 5.Los siguientes experimentos, experimentos , muestran la facilidad de producir y estudiar el fenómeno de interferencia en la cubeta de ondas : Coloque dos gomitas ( fuentes puntuales)en los agujeros agujeros centrales del generador de ondas, ajústelas de manera que queden igualmente sumergidas en el agua.
[email protected]
o o o o o o o
UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE – DEPARTAMENTO DE FISICA
4
Genere ondas periódicas, mida su longitud de onda y observe el modelo de interferencia. La superposición de las ondas provenientes de las dos fuentes debe producir un tipo de interferencia en la cubeta. Identifique las líneas nodales y antinodales. Aume Aumente nte la velocidad v elocidad de generación de las ondas. Describa y dibuje lo observado. ¿Que ocurre con el tipo y al número de líneas nodales cuando sé varia la frecuencia del generador?. Sobre un papel blanco colocado como pantalla, dibuje la posición de los focos emisores y las líneas nodales que observa en este caso.
6.- DIFRACCION Arregle dos barreras frente al generador de ondas planas como muestra la figura. Genere pulsos sencillos y observe la difracción de las ondas incidentes cuando pasan a través de la abertura. Mientras genera las ondas con frecuencia constante reduzca progresivamente el tamaño de la abertura. Describa y dibuje para tres anchos distintos de la abertura de la barrera incidente, uno pequeño, uno mediano y uno grande, que muestren la difracción de las ondas incidentes. Luego aumente la velocidad de generación de las ondas y para esta frecuencia, reduzca progresivamente el tamaño de la abertura.
NOTA: Como las imágenes de la cubeta de ondas sobre la pantalla se amplifican, las mediciones de la longitud de onda sobre la pantalla deben ajustarse respecto a la amplificación( ver figura página 4) El factor de amplificación ( f A ), se determina colocando colocando un objeto cualquiera ( de forma bien definida definida ) en la cubeta justo bajo la fuente luminosa. Se mide la longitud del objeto y su proyección correspondiente. El cuociente entre la dimensión proyectada(L’ ) y la dimensión real (L ), determina el factor de amplificación.
f A
L, L
PARTE 1 1. 1. 2. 2. 3. 3. 4. 4. 5. 5. 6. 6. 7. 7. 8. 8.
CUESTIONARIO
Explique la diferencia entre una onda mecánica y una electromagnética. Cuál es la diferencia entre una onda transversal y una longitudinal? ¿ Qué transporta una onda? ¿ Cuál es la diferencia entre la velocidad de la onda y la velocidad que experimenta una partícula del medio que experimenta el movimiento ondulatorio? Cual es la expresión para determina la rapidez de propagación propagació n de una onda periódica. ¿ Qué diferencias existen entre una onda de luz y una onda de sonido.? Cuál es la expresión matemática que permite describir una onda ( y(x,t) = ……….). explique el significado de cada una de las componentes. Cuales son las consideraciones que se hacen para deducir que la rapidez (v) de una onda en una cuerda viene dada por v
F
.
9. 9. ¿ Qué se entiende por intensidad de una onda? ¿ Cómo se determina? 10. Explique el fenómeno de interferencia en las ondas. ¿Qué se le llama nodo y antitodo en las 10. ondas? 11. Explique lo referente a ondas estacionarias en una cuerda. 11. 12. ¿ A qué se le llama armónicos, frecuencia fundamental , sobretonos? 12.
PARTE 2
1) 1) ¿Cuál es la diferencia entre el tipo de onda en la cuerda y la del sonido? .Justifique. 2) 2) ¿Cuál es la diferencia entre sonido y ruido? 3) 3) En los fenómenos ondulatorios explique los fenómenos de reflexión, refracción, difracción, interferencia interferen cia y polarización polarización 4) 4) ¿Cuáles son los factores de los cuales depende la velocidad de propagación del sonido?. Escriba la ecuación que la determina 5) 5) Averigüe cual es el intervalo de audición de una perdona joven 6) 6) Averigüe acerca del módulo de compresibilidad (Revisar Kane cap.22) 7) 7) Investigue que se entiende por “intensidad “ de una onda y como se define. 8) 8) Investigue que se entiende nivel de intensidad y en que unidades se mide. 9) Explique brevemente el mecanismo mediante el cual el ser humano puede oír . Realice un buen
esquema para identificar elementos del oído 10) Averigüe acerca del “ umbral de audición” y del umbral de sensación dolorosa” 10) 11) Explique la función de las cuerdas vocales en la voz humana.12 Explique en que consiste el Efecto 11) Doppler 12) Explique las siguientes cualidades del sonido a) tono o altura b) intensidad c) timbre 12)
[email protected]
UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE – DEPARTAMENTO DE FISICA
5
ANEXO TEORICO Cómo viajan las ondas a través de la materia? ¿Qué ¿Qué es lo que les permite abandonar unas partículas partículas y acceder a otras para continuar su viaje? ¿Cuál es la causa de la transmisión de energía? Las ondas mecánicas no viajan por todos los materiales con la misma facilidad: Hay sustancias que rápidamente absorben la energía ondulatoria que llega hasta ellas atenuándola y extinguiéndola. La propiedad fundamental de los sistemas materiales que interviene en la transmisión y propagación de ondas mecánicas por su seno es la elasticidad. Cuando un medio medio es elástico este este tiende a recuperar recuperar su forma original al ser sometido sometido a una perturbación.. ¿ se recuerda de haber trabajado con un resorte elástico?. perturbación elástico ?. Cuando estiramos o comprimimos un resorte aparece una fuerza recuperadora que tiende a devolverle su estado natural. Al dejar libre el resorte esta fuerza lo devuelve, efectivamente, a su largo original, pero la inercia impide que se detenga y entonces el resorte oscila. Algo similar sucede con una cuerda de una guitarra. Tal como se vio en el curso anterior anterior las fuerza fuerzass recuperadoras recuperadoras producen oscilaciones en los los medios elásticos. Las oscilaciones cesan con el tiempo debido a la disipación de energía en forma de calor por la acción del rozamiento y debido también a la transmisión de parte de esa energía oscilatoria al exterior: el sonido producido por esas oscilaciones se debe precisamente a la transmisión de parte de esa energía al aire. Hay otras ondas se propagan en un medio con propiedades físicas, corresponden a ondas de naturaleza electromagnética electromagnét ica como como lo lo son la luz, las ondas de radio, los rayos x, la radiación radiació n ultravioleta, ultraviolet a, la radiación infrarroja. En el lugar en que nos desenvolvemos, los seres vivientes obtienen información del medio. Así por ejemplo el ser humano se comunica emitiendo sonidos con sus cuerdas vocales y los capta con sus oídos, detecta la radiación térmica con su piel, puede ver con sus ojos. Diferentes animales han desarrollado diferentes Diferentes diferentes sentidos para cubrir c ubrir sus necesidades específicas, lo que hace conveniente tener un conocimiento de las características características físicas de las diferentes diferentes clases de ondas que tenemos en el medio-ambiente. medio-ambiente .
Para descri descr i bir una una ond onda a se habla habla de: de:
a.- Longitud de onda ( ) que es igual a la distancia entre dos puntos consecutivos cualquiera de una onda. b.- Frecuencia ( f ) que es el número de crestas que pasan por un punto dado en la unidad de tiempo. c.-. Amplitud ( A ) que es la máxima altura de una cresta o la máxima profundidad de un valle. d.- Período, T, que es el recíproco de la frecuencia.
A
Tipos de ondas Junto a una primera clasificación de las ondas en mecánicas y electromagnéticas, es posible distinguir diferentes tipos de ondas atendiendo a criterios distintos. En relación con su ámbito de propagación las ondas pueden clasificarse en:
Monodimensionales: Son aquellas que, como las ondas en los resortes o en las cuerdas, se propagan a lo largo de una sola dirección del espacio.
Bidimensionales: Se propagan en cualquiera de las direcciones de un plano de una superficie. Se denominan también ondas superficiales y a este grupo pertenecen las ondas que se producen en la superficie de un lago cuando se deja caer una piedra sobre él. Tridimensionales: Son aquellas que se propagan en todas las direcciones (espacio ó 3D). Atendiendo a la periodicidad de la perturbación local que las origina, las ondas se clasifican en:
Periódicas: Corresponden a la propagación de perturbaciones de características periódicas, como vibraciones u oscilaciones que suponen variaciones repetitivas de alguna propiedad. Así, en una cuerda unida por uno de sus extremos a un vibrador se propagará una onda periódica.
No periódicas: La perturbación que las origina se da aisladamente y en el caso de que se repita, las perturbaciones sucesivas tienen características diferentes. Las ondas aisladas, como en el caso de las fichas de dominó, se denominan también pulsos. De acuerdo a la dirección de propagación de la onda y la dirección de la perturbación o deformación del medio, suele clasificarse las ondas ondas en dos tipos:
[email protected]
UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE – DEPARTAMENTO DE FISICA
6
a) Longitudinales: El movimiento local del medio alcanzado por la perturbación se efectúa en la dirección de avance de la onda. Un resorte que se comprime da lugar a una onda longitudinal. compresión
Las espiras cerca del extremo izquierdo se comprimen para formar una condensación. Cuando se suprime la fuerza de distorsión, un pulso de condensación se propaga a lo largo de la longitud del resorte. Ninguna parte delaresorte demasiado su posición del equilibrio, el pulso continúa su viaje lo largosededesplaza aquél. Una onda derespecto este tipo de se llama onda longitudinal yapero que las partículas del resorte se desplazan a lo largo de la dirección misma en la que viaja la perturbación.
En una onda longitudinal la vibración de las partículas individuales es paralela a la dirección de propagaci pr opagación ón de la onda. onda.
b) Transversales: La perturbación del medio se lleva a cabo en dirección perpendicular a la de propagación. En las ondas producidas en la superficie del agua las partículas vibran de arriba a abajo y viceversa, mientras que el movimiento ondulatorio progresa en el plano perpendicular. Lo mismo sucede en el caso de una cuerda; cada punto vibra en vertical, pero la perturbación avanza según la dirección de la línea horizontal. Ambas son ondas transversales.
Como
una cresta de la onda se mueve en apariencia una distancia de una longitud de onda en un período, la velocidad (v) de la onda ( que es distinta a la velocidad de una partícul partícula a del medio) medio) es igual al producto entre la frecuencia y la longitud de la onda.
La velocidad de la onda depende depende de las propiedades del me medio dio en el que viaja y corresponde a la velocidad con que la cresta( o valle) se mueve en apariencia. apariencia. La ecuación que relaciona v ,
y f
es
V =
f
LA FRECUENCIA La f frr ecuenci ecuencia a es el número de oscilaciones que una onda efectúa en un determinado intervalo de tiempo. El número de ciclos por segundo se llama hertz (Hz), y es la unidad con la cual se mide la frecuencia. Desde el punto de vista musical, la frecuencia se relaciona con la altura o tono de la nota musical a que corresponde. A mayor frecuencia, frecuenci a, más alto es el tono de una nota musical. El sonido es más agudo. Los seres humanos somos sensibles con frecuencia frecuenci a de vibración comprendida entre 16 Hz y 20.000 Hz. Bajo los 16 Hz se llaman infrasonidos y por encima, ultrasonidos. El margen auditivo de las personas varía según la edad y otros factores. Los animales tienen un margen auditivo diferente, así, es muy conocido el hecho que los perros pueden sentir frecuencias mucho más altas, dentro del margen de los ultrasonidos
LA AMPLITUD La amplitud es es el grado de movimiento de las moléculas en una onda. Esta corresponde, en términos musicales, a aquello que llamamos intensidad. A mayor amplitud de la onda, más intensamente golpean las moléculas en el tímpano y más fuerte es el sonido percibido. La amplitud mínima para que un sonido sea percibido por una persona se llama linde de audición. Cuando la amplitud aumenta, llega un momento en que produce molestias en el tímpano, a eso se le llama linde del dolor.
[email protected]
UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE – DEPARTAMENTO DE FISICA
7
LOS ARMÓNICOS : son una serie de vibraciones subsidiarias que acompañan a una vibración primaria o fundamental del movimiento ondulatorio (especialmente en los instrumentos musicales). Al hacer vibrar un cuerpo, generalmente no se obtiene un sonido puro, sino un sonido compuesto de sonidos de diferentes frecuencias. A estos se les llama armónicos . La frecuencia de los armónicos, siempre es un múltiplo de la frecuencia más baja llamada f frr ecuenci ecuencia a f undam undamental ental o pri pr i mer armónico. A medida que las frecuencias son más altas, los segmentos en vibración son más cortos y los tonos musicales están más próximos los unos de los otros.
TIMBRE : Los armónicos contribuyen a la percepción auditiva de la calidad de sonido o timbre. El tratamiento matemático es el mismo para ambos tipos de onda y se diferencian o reconocen sólo por el efecto de polarización.
ONDAS ESTACIONARIAS ESTACIONARIAS Cuando el medio de propagación está limitado, como es el caso de una cuerda atada a los extremos o la columna de aire dentro de un tubo, la onda, cuando llega a este límite, se refleja. Esta reflexión se combina con la perturbación inicial dando lugar a lo que se llama onda estacionaria. Se le llama así porque parece no viajar. Las frecuencias a las que se producen las ondas estacionarias son la frecuencia natural y las frecuencia resonantes. Estas ondas se caracterizan por la aparición de puntos en reposo (nodos) y puntos con amplitud vibratoria máxima (vientre). En las cuerdas vibrantes y en los tubos sonoros, se producen fenómenos de esta clase. Las siguientes figuras muestran ondas estacionarias.
L
antinodo
nodo
FIG. 1
FIG. 2
L
Los puntos de interferencia destructiva reciben el nombre de nodos, y los de interferencia constructiva antinodo, los cuales permanecerán fijos al igual que el resto de los demás puntos. La frecuencia mínima de vibración que produce una onda estacionaria da lugar a una configuración como la que muestra la figura 1, la figura 2 corresponde a una frecuencia doble del de la fig. Nº1 Para calcular las frecuencias frecuencias resonantes se debe observar que que la longitud longitud de onda sencilla con el largo L de la cuerda.
iene una relación relación
En el caso de una cuerda con sus dos extremos fijos, el largo L de la cuerda sólo puede contener un fi gura 2, el largo de la cuerda número n entero ( n= 1,2,3,....) 1,2,3,....) de semi-longitudes semi-lon gitudes de onda ( /2). En la figura será L= 2( /2)
En general se tendrá que las longitudes de onda posibles son:
L = n( n /2)
donde n = 1,2,3.... ( núm númer ero o de anti no nodos) dos)
y las frecuencias correspondientes vienen dadas por:
[email protected]
f n
v n
nv 2
UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE – DEPARTAMENTO DE FISICA
8
Las ondas no pueden tener una frecuencia arbitraria sino que sólo pueden tomar un determinado número de valores discretos ya que las ondas estacionarias posibles no han de producir ninguna perturbación en los extremos, por lo que las posibles formas de vibración de la cuerda se muestran en las figuras a) , b) y c). La figura a) muestra la onda de la fundamental, la b) y la c) corresponde a sobretonos
1 =
(a)
2L
Fundamental o primer armónico Segundo armónico o primer sobretono
2 =
(b)
L Tercer
armónico
o
segundo
sobretono 3 =
(c)
2L/3 La velocidad de propagación ( v) de una onda o pulso en una cuerda depende de la tensión T de la cuerda y de su masa por unidad de longitud ( ). Se
puede demostrar que la velocidad con que se propaga una onda en una cuerda viene dada por: La formación formación de las ondas estacionarias estacionarias es la base instrumentos de cuerda
v
T
con
m L
de todos todos los
ANEXO TEORICO -2 EL PRINCIPIO DE HUYGENS: Para explicar la propagación de las ondas y la compatibilidad entre las hipótesis ondulatoria y corpuscular de la luz, Huygens ideó una construcción geométrica para conocer en cualquier instante del tiempo la forma de un frente frente de onda. Este principio afirma que cada punto del medio que es alcanzado por una onda se pone en vibración, construyéndose en un centro de nuevas ondas esféricas.
INTERFERENCIA INTERFEREN CIA DE ONDAS Si de dos fuentes emisoras parten todas las ondas que recorren “caminos” diferentes diferentes para luego combinar combinarse se en una misma región del espacio, se observan observan zonas en las cuales los efectos de las ondas se refuerzan y otras en que se anulan. Este fenómeno se conoce con el nombre de INTERFERENCIA. INTERFERENCIA. Si las ondas se refuerzan, se habla de interferencia constructiv constructiva a y si los efectos se anulan, de interferencia destructiva o simplemente interferencia.
DIFRACCION Al obstruir un frente de onda plano o esférico, se produce el fenóme fenómeno no conocido como difracción, q que ue consiste en la flexión de la luz alrededor de un obstáculo. El proceso por el cual se producen los efectos de difracción, aparece continuamente en la propagación propagació n de cada frente de onda, al suprimir una parte de este frente mediante algún obstáculo.
EL LASER apareció un dispositivo conocido como “máser” que significa amplificador de de microondas microondas por por emisión estimulada de radiación radiación. En 1958 se establecieron las condiciones físicas que se debían cumplir para lograr la amplificación de la luz por emisión estimulada de radiación. En 1960 se anunció con éxito la operación del “ maser óptico” ó “LASER”, (Light
A comienzos de la década del 50
Amplification by Stimulated Emission of Radiation). El láser consiste básicamente en un dispositivo para generar luz coherente, de longitud de onda fija ( monocromática) y constante, es decir se puede disponer de un generador de luz que emite un solo tipo de onda luminosa. El hecho que sea coherente, es decir, que su sentido de vibración sea el mismo hace que la energía disponible pueda ser utilizada en mejor forma comparada con una fuente de luz normal.
[email protected]
UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE – DEPARTAMENTO DE FISICA
9
