Una onda es una perturbación que avanza o que se propaga en un medio material o incluso en el vacío. Cuando estas ondas necesitan de un medio material, se




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Ondas:

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2.1 DEFINICION: Una onda es una perturbación que avanza o que se propaga en un medio material o incluso en el vacío. Cuando estas ondas necesitan de un medio material, se llaman ondas mecánicas. Las únicas ondas que pueden propagarse en el vacío son las ondas electromagnéticas.

El sonido es un tipo de onda mecánica que se propaga únicamente en presencia de un medio material.

Un cuerpo al vibrar imprime un movimiento de vaivén (oscilación) a las moléculas de aire que lo rodean, haciendo que la presión del aire se eleve y descienda alternativamente. Estos cambios de presión se trasmiten por colisión entre las moléculas de aire y la onda sonora es capaz de desplazarse hasta nuestros oídos. Las partes de la onda en que la presión aumenta (las moléculas se juntan) se llaman compresiones y aquellas en que la presión disminuye (las moléculas se alejan) se llaman enrarecimientos.

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2.3 Características generales o elementos de las ondas

Tren de ondas: Todas las ondas al moverse lo hacen una tras otra como si fuera un tren de donde se coloca un vagon tras otro.

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Nodo: Es el punto donde la onda cruza la línea de equilibrio.

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Elongación: Es la distancia entre cualquier punto de onda y su posición de equilibrio.

Cresta, monte o pico: es el punto más alto de una onda

Valle: Es el punto más bajo de una onda.

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Periodo: Tiempo que tarda en efectuarse una onda o vibracion completa, se mide en segundos o s/ciclo se representa con una T mayúscula.

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Notemos que el periodo (T) es igual al recíproco de la frecuencia (f) y viceversa.

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Amplitud (A) : Es la maxima separacion de la onda o vibración desde su punto de equilibrio.

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La longitud de onda (λ) es la distancia entre dos máximos o compresiones consecutivos de la onda. En las ondas transversales la longitud de onda corresponde a la distancia entre dos montes o valles, y en las ondas longitudinales a la distancia entre dos compresiones contiguas. También podemos decir que es la distancia que ocupa una onda completa, se indica con la letra griega lambda (Λ) y se mide en metros. A la parte superior de la onda se le llama cresta y a la inferior se le llama valle.

Tomaremos como ejemplo ilustrativo una onda transversal.

sonido006

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Frecuencia: Es el número de ondas producidas por segundo. La frecuencia se indica con la letra f minúscula. Se mide en ciclos/ segundo o hertz (Hz). Coincide con el número de oscilaciones por segundo que realiza un punto al ser alcanzado por las ondas.Las dos magnitudes anteriores, longitud y frecuencia, se relacionan entre sí para calcular la velocidad de propagación de una onda.

Velocidad de propagación Es la relación que existe entre un espacio recorrido igual a una longitud de onda y el tiempo empleado en recorrerlo.

ondas002 http://www.profesorenlinea.cl/imagenfisica/ondas002.gif

 por lo tanto

ondas003 http://www.profesorenlinea.cl/imagenfisica/ondas003.gif

fórmula que nos indica que la longitud de onda λ y la frecuencia f son dos magnitudes inversamente proporcionales, es decir que cuanto mayor es una tanto menor es la otra.

Periodo: Es el tiempo (en segundos) que tarda un punto en realizar una oscilación completa al paso de una onda. Se abrevia con la letra (T).

La frecuencia (f) se relaciona con el periodo según la fórmula

ondas008 http://www.profesorenlinea.cl/imagenfisica/ondas008.gif

Volvamos a la fórmula

ondas003 http://www.profesorenlinea.cl/imagenfisica/ondas003.gif

 para reemplazar en ella f (frecuencia), y nos queda la fórmula

ondas007

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2.4 PROPIEDADES DE UNA ONDA:

REFLEXIÓN DE LAS ONDAS

      Consiste en el cambio de dirección que experimenta una onda cuando choca contra un óbstáculo. La onda que se dirige hacia el óbstaculo se denomina onda incidente, mientras que la onda que se aleja del óbstaculo después de haber chocado contra él se denomina onda reflejada.

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      Como se observa en la figura, el ángulo que la onda incidente forma con la superficie reflectora es igual al ángulo formado por la onda reflejada, es decir, el ángulo de reflexión es igual al ángulo de incidencia.

REFRACCIÓN DE LAS ONDAS

      Consiste en el cambio de dirección que experiemnta un movimiento ondolatorio cuando pasa de un medio a otro. En este fenómeno también cambia la velocidad de propagación de la onda. En la siguiente figura se representa la desviación de la dirección de una onda cuando cruza de un medio a otro.

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INTERFERENCIAS DE ONDAS

      

      Cuando dos o más ondas de la misma naturaleza coinciden en un punto del medio, en determinado instante, sucede lo que se denomina como interferencia. Por ejemplo, si se golpea peroódicamente con dos objetos la superficie del agua en un estasque, se producen dos fuentes de onda circulares que se propagan a través de ella con la misma frecuencia i igual amplitud, es decir, en el momento en que un objeto produce una cresta, el otro también genera la suya, y cuando uno produce un valle, el otro también lo hace. En estas condiciones, los dos focos vibratorios se encuentran en fase, originando una superposición en las dos ondas, como se muestra en la figura.

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      Si en el mismo instante, en determinado punto de la superficie se encuentran dos crestas o dos valles, la amplitud del pulso resultante es la suma de las amplitudes, siendo la interferencia constructiva o positiva. Por otra parte, si se encuentra un valle y una cresta con igual amplitud, la superficie aparenta no vibrar, siendo esta una interferencia destructiva o negativa.

DIFRACCIÓN DE ONDAS

      Las ondas se dispersan al propagarse, y cuando encuentran un óbstaculo, lo rodean y doblan alrededor de él. Por ejemplo, cuando estamos en un cuarto cerrado y deseamos escuchar una conversación que se da en el pasillo, abrimos ligeramente la puerta y así logramos escuchar a través de la rendija. Esto sucede porque la onda sonora bordea el óbstaculo, o sea a la puerta, y sigue su camino, es decir que entra a la habitación. A este fenómeno se le llama difracción. Por lo tanto, la difracción consiste en la disperción y curvado aparente de las ondas cuando encuentran un óbstaculo.2

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2.5 APLICACIONES DE LAS ONDAS:

1.Música: producción de sonido en instrumentos musicales y sistemas de afinación de la escala.Electroacústica: tratamiento electrónico del sonido, incluyendo la captación (micrófonos y estudios de grabación), procesamiento (efectos, filtrado comprensión, etc.) amplificación, grabación, producción (altavoces) etc. 
2.Arquitectura: tiene que ver tanto con diseño de las propiedades acústicas de un local a efectos de fidelidad de la escucha, como de las formas efectivas de aislar del ruido los locales habitados.3

3. Gracias a las ondas de radio se dispone de un mecanismo para realizar una termoterapia en el interior del organismo de manera homogénea.

4.Aparte de su efecto térmico, la onda corta posee otros efectos como son el aumento de la circulación (hiperemia), aumento leucocitario pasajero y acción analgésica y antiinflamatoria.

5. Resonancia Magnética.

6.Microondas: la radiación electromagnética de muy alta frecuencia tiene mucha energía, por lo que hay una transferencia de calor muy grande a los alimentos en poco tiempo. 

7.Infrarrojos: cuando encendemos el televisor y cambiamos de canal con nuestro mando a distancia; en el supermercado, nuestros productos se identifcan con la lectura de los códigos de barras; vemos y escuchamos los discos compactosse utilizan también en sistemas de seguridad, estudios oceánicos, medicina, etc.

8.Los rayos X: se emplean sobre todo en los campos de la investigación científica, la industria y la medicina, han permitido confirmar experimentalmente las teorías cristalográficas, es posible identificar las sustancias cristalinas y determinar su estructura. Tambienes posible identificar sustancias químicas y determinar el tamaño de partículas ultramicroscópicas.
Las fotografías de rayos X o radiografías y la fluoroscopia se emplean mucho en medicina como herramientas de diagnóstico. En la radioterapia se emplean rayos X para tratar determinadas enfermedades, en particular el cáncer, exponiendo los tumores a la radiación.

9.Rayos gamma: provenientes del cobalto 60 se utilizan para esterilizar instrumentos que no pueden ser esterilizados por otros métodos, y con riesgos considerablemente menores para la salud y en la radioterapia.4

2.6 EJERCICIOS:

http://www.sociedadelainformacion.com/departfqtobarra/ondas/problemas/ondas.htm

http://www.juntadeandalucia.es/averroes/centrostic/41008970/helvia/sitio/upload/boletin_problemas_4.pdf

http://www.fisica-facil.com/Temario/Ondas/Ejercicios/Ondas/ejer-ondas.htm

http://web.educastur.princast.es/proyectos/jimena/pj_franciscga/probond.htm

http://www.fqdiazescalera.com/pv_obj_cache/pv_obj_id_BCC7B0A54A8FFD708D33AC4B93CCF4A372B20000/filename/03.pdf

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