Tema 14 Luz y sonido 1 ¿Qué es una onda? Un pulso es una

Temas de 2º de ESO
Resumen del tema 14
Tema 14
Juan Reyes
Luz y sonido
1 ¿Qué es una onda?
2 Ondas sonoras
3 La luz, algo más que una onda
1 ¿Qué es una onda?
Un pulso es una perturbación única que se propaga a lo largo de un espacio. La energía que ha pro­
vocado esta perturbación se traslada a lo largo del espacio hasta que, poco a poco se va amortiguando.
Una onda es una perturbación continuada, una serie continua de pulsos cuyas energías se van trans­
ladando una tras otra a lo largo del espacio. Véase la diferencia entre pulso y onda en la siguiente figu­
ra:
Figura 1
Lo característico del movimiento ondulatorio es que se traslada energía pero no materia.
Características de la onda.
Según vemos en la figura 1, cuando se forma una onda con la cuerda vemos que cada porción de
ésta hace un movimiento que se repite periódicamente. Este movimiento se llama oscilación y vemos
que se va repitiendo a medida que pasa el tiempo y a la vez se traslada a lo largo de la cuerda.
Figura 2
En la figura 2 vemos los principales componentes de una onda:
• nodo: punto que se encuentra en la posición de equilibrio
• cresta: punto que se encuentra en la parte más elevada de la oscilación
• valle: punto que se encuentra en la parte más baja de la oscilación.
Y las principales magnitudes:
• amplitud (A): longitud máxima entre la posición de equilibrio y una cresta (o un valle). Está di­
rectamente relacionada con la energía que produce la onda.
• Periodo (T): tiempo que tarda en ocurrir una oscilación completa. Se mide en sg.
• Frecuencia (f): es el número de oscilaciones en 1 sg. Se mide en Hz (hercios) y su fórmula es:
1
f=
T
• Longitud de onda (λ, se lee lambda) es la distancia entre dos puntos consecutivos que oscilan en
fase (entre dos crestas seguidas por ejemplo). Se mide en m.
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Velocidad de propagación de una onda es la distancia que recorre en cada segundo. Se mide en
m/s y sus fórmulas son:
v= λ o bien v=λ⋅ f
T
Propiedades de las ondas:
Reflexión y refracción de una onda
Cuando una onda se desplaza por un medio (por ejemplo el aire) mantiene una velocidad constante
pero cuando llega a la frontera con otro medio (agua por ejemplo) sufre dos cambios:
Reflexión: es el cambio de dirección que experimenta la onda cuando rebota en la frontera que sepa­
ra a ambos medios.
•
Figura 3
En caso se reflexión se cumple siempre que el ángulo de llegada de la onda es igual al ángulo de
salida. Ver la figura 3.
Refracción: Cuando la onda se desplaza por el medio siguiente cambia su dirección y el valor de su
velocidad. La regla que se cumple es:
• Si por el nuevo medio la onda viaja a mayor velocidad, el ángulo de refracción es mayor que el
de incidencia.
• Si por el nuevo medio la onda viaja más lentamente, el ángulo de refracción es menor que el de
incidencia. Ver la figura 4.
Figura 4
Otras propiedades de las ondas son :
• Interferencia: cuando dos o más ondas coinciden en un mismo punto este se ve sometido a la
acción conjunta de todas ellas siendo su movimiento la resultante de los movimientos de cada
onda. Figura 5
• Atenuación: es la pérdida de amplitud de la onda al
alejarse del foco debido a que la energía de la onda
se reparte cada vez entre un espacio mayor.
• Amortiguación: es la pérdida de amplitud de la
onda debido a que una parte de ella queda absorbida
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en forma de calor por la materia del medio. De esta forma, las ondas sísmicas se van amorti­
guando a medida que se alejan del hipocentro.
Clases de ondas: Hay muchas formas de clasificar las ondas. Uno de ellos es según el medio de pro­
pagación.
• Ondas mecánicas: son aquéllas que sólo se pueden propagar a través de un medio material: la
energía va pasando de una partícula a la siguiente. Un ejemplo es el sonido.
• Ondas electromagnéticas: no necesitan un medio material para propagarse, de hecho avanzan
más rápido a través del vacío. Un ejemplo es la luz o las ondas de radio.
2 Las ondas sonoras
El sonido es un ejemplo de onda mecánica. Necesita un medio material para propagarse, de hecho,
se propaga más rápido por los sólidos o los líquidos que por los gases.
El oído humano distingue frecuencias entre 20 Hz y 20 kHz. Las frecuencias bajas (por debajo de
1000 Hz) se llaman sonidos graves y las superiores a 1000 Hz son los agudos. El caracol, en el oído in­
terno es el encargado de captar estas frecuencias.
Otra características del sonido es el timbre, es la diferencia de la onda debida al tipo de foco sonoro,
por ejemplo, un sonido de 1000 hz de una guitarra tiene un timbre distinto a una frecuencia idéntica de
un piano. Este timbre se adquiere por las ondas que modulan la de la frecuencia y que se llaman ondas
armónicas (Ver figura 6)
Figura 6
3 La luz, algo más que una onda
La luz es un ejemplo de onda electromagnética pero también son ondas del mismo tipo las de radio,
las del microondas, los rayos ultrvioletas (como los rayos X o γ) La diferencia entre todas estas ondas
está en la frecuencia (o en la longitud de onda porque v= λ x f)
Las ondas electromagnéticas se forman porque en el foco hay cargas eléctricas en movimiento. Cuando
una carga eléctrica se mueve emite energía eléctrica que forma en el espacio circundante un campo
magnético variable, el cual genera más allá un campo eléctrico y así sucesivamente. Se puede
simplificar diciendo que la onda electromagnética va trasladando la energía sin ncesesidad de que haya
materia. La cantidad de energía que emite una carga eléctrica depende de su temperatura por lo que a
mayor temperatura, mayor energía, lo que significa que las ondas con más energía tienen una
frecuencia más alta (o una longitud de onda más pequeña). La luz blanca es una mezcla de muchas
ondas de distinta frecuencia.Esta mezcla se pone en evidencia cuando la hacemos pasar por un prisma,
el cual refracta la luz y separa las distintas ondas. Se conoce como espectro de la luz al conjunto de
ondas separadas. Vemos que incluye las ondas que puede captar el ojo (desde el rojo al violeta) y otras
no visible: las infrarrojas, de menor frecuencia que las rojas y las ultravioletas, de mayor frecuencia
que las violetas. Ver la figura 7
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Figura 7
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