Ley Fundamental de la Refraccion.

Observando la figura 3—11. podemos establecer: pero como por complementarios de , luego: Por otra parte: pero como por complementarios de, luego relacionando los valores de los sinos de los ángulos () y () sé tiene: y como , Entonces: La anterior expresión significa: entre el seno del ángulo de incidencia y, el de refracción, existe una relación constante que es igual a la que existe entre las velocidades del movimiento en los dos medios.

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Refraccion de Ondas.

Refracción es el fenómeno que tiene lugar, cuando un movimiento ondulatorio atraviesa la superficie de separación de dos medios de diferentes propiedades y en los que el movimiento se propaga con velocidades diferentes: , y El fenómeno de la refracción de ondas puede evidenciarse también en la cubeta de ondas utilizando un excitador de ondas planas y una placa de vidrio que se coloca dentro de la cubeta de manera que el. agua alcance un nivel por encima de ella de unos 2 a 3 milímetros. Sea AB el límite, entre los dos medios. Si AC representa el frente de una onda que avanza es lógico que el primer punto que hará contacto con el nuevo medio es el A, el que desde este mismo momento se convertirá en un centro emisor de ondas parciales que se propagarán en el nuevo medio. A medida que el frente de onda avanza, nuevos puntos H habrán llegado al nuevo medio y originado sus ondas parciales. Mientras el punto C llega a la superficie de separación de los dos medios, recorriendo la distancia CB con velocidad (), el punto A habrá emitido una onda que hubiera llegado hasta G si la velocidad en los dos medios fuera la misma, pero como la velocidad en el segundo medio es menor, es natural que en el mismo tiempo que C emplea para llegar a B, el punto A habrá emitido una onda de centro en A y radio igual a los 2/3 de CB, si […]

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Reflexion de Ondas Esfericas.

Examinemos ahora la reflexión de una onda ESFERICA, la que experimentalmente puede observarse en la cubeta, utilizando un excitador de ondas circulares; como obstáculo puede usarse también la misma regla metálica usada en e! experimento anterior. Llamando F el centro de vibración que genera la onda, en un instante dado el frente de onda habrá llegado hasta la posición A y un poco más tarde un punto de la onda habrá hecho contacto con la superficie reflectora MM . El punto C desde el momento que toca con la superficie de reflexión se convierte en un centro emisor y cuando otros puntos de la onda lleguen a la superficie se irán originando nuevos centros de perturbación que dan como resultado un tren de ondas que en el dibujo están representados por circunferencias cada vez de menor radio. Las ondas que se van reflejando forman un nuevo frente que tienen como envolvente la onda D que es también esférico y por su curvatura, da la impresión de provenir de un foco F’, situado al otro lado de la superficie reflectora simétrico de F con respecto a MM’.

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Reflexion de Ondas.

Cuando el movimiento ondulatorio, que parte de un -Mitró de-vibración se transmite a través de un medio y en el camino de su propagación encuentra un obstáculo contra el cual choca, él movimiento retrocede en forma de ondas dando lugar al fenómeno de reflexión dé ondas. El fenómeno de reflexión puede ser observado en la cubeta de ondas; para ello basta con producir un tren de ondas y en el camino de su propagación se interpone un obstáculo que puede ser una regla metálica; las ondas al chocar contra la superficie reflectora originan un nuevo tren, que se propagará en el mismo medio presentando desde luego un cambio en la dirección del frente de onda. Examinemos con atención el fenómeno de la reflexión y veamos cuál es el proceso de formación de la onda de reflexión. Sea AB (Figura 3—9) una superficie plana que se denomina superficie reflectora y represente la recta AC, que forma con AB un ángulo (i) denominado de incidencia; una parte de un frente de onda que avanza en la dirección señalada por la flecha y el que, de acuerdo con el principio de Huygens, es la envolvente de las ondas parciales emitidas por focos secundarios situados en una onda anterior. El punto C del frente de onda incidente,, en un cierto espacio de tiempo, habrá avanzado según la recta CB hasta tocar la superficie reflectora en el punto B; en este mismo tiempo, el punto A de la misma onda, obrando como centro emisor secundario […]

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Principio de superposicion.

Experimento: tome un resorte, fíjelo por uno de sus extremos y tomando el extremo libre con la mano, haga un movimiento rápido hacia arriba y abajo. Figura 3—6. ¿Qué observa? ¿Cambia la forma del pulso al propagarse a lo largo del resorte? Operando con el mismo resorte obsérvese lo que ocurre cuando simultáneamente se generan dos pulsos, uno que se propaga de derecha a izquierda y otro de izquierda a derecha. Para lograr lo anterior es necesario que dos alumnos generen pulsos en cada extremo del resorte. Póngase especial cuidado en observar lo que sucede cuando los dos pulsos se encuentran. Figs. 3—7a y 7b.   Un experimento muy análogo al anterior se puede llevar a cabo con la cubeta de ondas. En efecto, ^pueden originarse dos trenes de ondas planas en cada lado de la cubeta y observar lo que suceda cuando los dos trenes de ondas se crucen. Si los experimentos anteriores se han realizado con algún cuidado se podrá llegar a la siguiente conclusión ó resultado: cuando dos pulsos se encuentran, se combinan para tomar formas,complejas, pero una vez se hayan cruzado, adquieren ¡nuevamente su forma inicial y los pulsos siguen viajando a lo largo del resorte, como si nada hubiera ocurrido. El hecho de que dos pulsos pasen uno a través del otro sin que tenga lugar ninguna alteración, es una propiedad fundamental de las sondas, que se denomina principio de superposición. No ocurre lo mismo cuando dos esferas que sé mueven en – sentido contrario […]

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Principio de Huygens.

Antes de entrar en la consideración de los fenómenos anteriormente enunciados, vamos a analizar un principio que tiene una importancia decisiva en el estudio de este capítulo. Experimento. Operando con la cubeta de ondas provóquese un tren de ondas circulares y en el camino de propagación colóquense dos regías metálicas que en el centro se hallen separadas por una distancia de medio* centímetro. Observación. – Al pasar parte de la onda por la abertura A, se propaga al otro lado de las reglas como si el centro de perturbación no fuera O sino A. El fenómeno anterior se explica fácilmente aplicando el principio de Huygens que afirma: Todo punto de un medio, a donde llega un movimiento ondulatorio de un centro primario principal, se convierte en nuevo dentro de vibración dando lugar a una serie de ondas alrededor de sí. Supongamos un centro de vibración O Figura 3 -3 del que parten ondas concéntricas A, B, . . . C. Al llegar la onda C a un punto cualquiera N del medio, esté punto comienza a vibrar convirtiéndose de hecho en un centro de perturbación que da origen a una serie de ondas alrededor de sí como son las: 1, 2 . . . 3. Lo que se dice del punto N, puede aplicarse a todos los demás puntos a donde llega el movimiento ondulatorio. El centro O recibe el nombre de principal y los N se denominan centros secundarios. Si tres centros emisores de onda Figura 3—4 dispuestos en […]

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¿Que puede ocurrir cuando las ondas se propagan?

En el presente capítulo vamos a examinar los fenómenos que pueden tener ocurrencia, cuando una onda o un movimiento ondulatorio se propaga en un medio único, o cuando se presenta un cambio de medio. Para llegar a conclusiones es necesario realizar experimentos, los cuales se pueden llevar a cabo con resortes o con la cubeta de ondas. Los fenómenos que nos proponemos analizar son los siguientes: principio de Huygens, superposición, reflexión, refracción, interferencia y difracción y polarización de ondas.

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Longitud de Onda.

Una partícula al realizar un ciclo completo de vibración emplea un determinado tiempo que es lo que se ha denominado período, pero durante este tiempo el movimiento se habrá propagado hasta una cierta distancia, a esta distancia viene a corresponder el concepto de longitud de onda. Por longitud de onda se entiende: Distancia a que el movimiento se propaga, mientras cualesquiera de las partículas verifica un ciclo de vibración; en otras palabras, la longitud de onda es la distancia a que el movimiento ondulatorio se propaga durante un periodo. Luego si es el período y la velocidad de propagación, la longitud de onda vendrá dada por la expresión: Longitud de onda = velocidad por período: .     Pero como:    luego: Problema. La velocidad de propagación de un movimiento ondulatorio es de 200 cm/seg. y su período de 0,25 segundos. Calcular la longitud de onda.

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Velocidad de Propagacion.

Si en la región central de un lago se deja caer una piedra, el movimiento ondulatorio originado se propagará en forma de ondas concéntricas hasta alcanzar la orilla. Si es posible averiguar la distancia del centro a la orilla y determinar con un reloj el tiempo que tarda el movimiento en alcanzarla, quedaría relativamente fácil calcular la.velocidad con que el movimiento se ha propagado, entendiendo por velocidad de propagación la distancia a que se transmite el movimiento durante un segundo. Ya se trate de movimiento ondulatorio transversal o longitudinal la perturbación se propaga con velocidad uniforme siendo la elasticidad del medio y su densidad los dos factores que determinan la magnitud dé su valor.

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Ondas Longitudinales y Transversales.

Si se toma un. resorte elástico, se fija por uno de sus extremos y en el otro se suspende un peso, al mover el peso hacia abajo y abandonarlo se produce en el resorte un movimiento vibratorio que se irá transmitiendo a todas las espiras. El mismo fenómeno se observa en un tubo abierto por sus dos extremos si frente a uno de ellos se hace vibrar la rama de un diapasón y dentro del tubo se colocan unos polvos de licopodio como para hacer más objetivo el experimento. La rama del diapasón al moverse hacia adelante empuja las capas de aire;próximas y estas a su vez empujarán hacia adelante a las vecinas. Cuando la rama del diapasón vuelve hacia atrás, se establece una succión o vacío por lo cual las capas de aire que se encontraban comprimidas se desplazarán hacia atrás, originando una dilatación o enrarecimiento del aire; con el nuevo .movimiento de la rama hacia adelante vuelve a originarse otra compresión a la que seguirá una dilatación y así sucesivamente. Al conjunto de compresiones y dilataciones que se propagan a lo largo del tubo también se les denomina trenes de ondas. Esta clase de movimiento es en el fondo semejante al ,de las partículas de agua con la diferencia que no es de ascenso y descenso sino de ida y vuelta a uno y otro lado de la posición de quietud, pero es también vibratorio y se transmite a las demás partículas del medio. En el movimiento ondulatorio […]

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