16 Campos y ondas
Summary
TLDREl video script explora campos y ondas, desde líneas de fuerza hasta ondas electromagnéticas. Describe cómo las ondas se propagan, la interferencia constructiva y destructiva, y las ondas estacionarias. Maxwell predijo la propagación de campos electromagnéticos como ondas transversales, verificadas por el experimento de Hertz. Además, explica la reflexión y refracción de la luz, y cómo se generan las ondas estacionarias. La superposición de ondas permite entender fenómenos como la interferencia y la difracción, concluyendo el módulo 16 de física conceptual para udar.
Takeaways
- 🌐 El concepto de campo fue desarrollado para explicar el efecto de una distribución de carga eléctrica en una carga de prueba.
- 🔋 La idea de líneas de fuerza es un concepto fundamental asociado al campo, representando las trayectorias que tomaría una carga de prueba en el campo.
- 📊 El flujo de campo a través de una superficie que encierra una carga eléctrica es diferente de cero, mientras que el flujo de campo magnético es siempre cero, debido a que las líneas de campo son cerradas.
- 🧲 Las líneas de campo magnética salen de un polo y entran en el otro, y no se pueden separar un polo Norte de un polo Sur.
- 🌌 Las variaciones de los campos eléctricos generan campos magnéticos, y viceversa, según la teoría electromagnética de Maxwell.
- ✨ La velocidad de las ondas electromagnéticas se propagan a la velocidad de la luz, una predicción teórica importante de la teoría de Maxwell.
- 📶 La luz es un fenómeno ondulatorio transversal, lo que significa que su desplazamiento es perpendicular a la dirección de propagación.
- 🌉 La interferencia y la difracción son fenómenos fundamentales en la física ondulatoria que permiten explicar leyes básicas de la luz, como la reflexión y la refracción.
- 🌀 Las ondas estacionarias son producidas cuando las ondas reflejadas en un medio se superponen, creando nodos y antinodales.
- 📈 La longitud de onda es la distancia que recorre la perturbación en un tiempo igual al periodo, y la velocidad es la longitud de onda recorrida en un tiempo igual al periodo.
- 🔬 El experimento de Heinrich Hertz confirmó la existencia de ondas electromagnéticas y fue fundamental para el desarrollo de las telecomunicaciones.
Q & A
¿Qué es el concepto de campo en física y cómo se relaciona con una carga eléctrica?
-El concepto de campo en física se desarrolló para explicar el efecto que una distribución de carga eléctrica en el espacio produce sobre una carga de prueba. Se asocia con la idea de líneas de fuerza que representan las posibles trayectorias que tomaría una carga de prueba en la vecindad de una carga positiva.
¿Cómo se define el flujo de campo y cómo se relaciona con una superficie cerrada que encierra una carga eléctrica?
-El flujo de campo se define como el número de líneas de campo que atraviesan una superficie. Si la carga está rodeada por una superficie completamente cerrada, el flujo de campo a través de esa superficie es diferente de cero, lo que indica la existencia de una carga eléctrica encierra.
¿Por qué las líneas de campo magnética no pueden separarse y cómo se relaciona esto con el dipolo magnético?
-Las líneas de campo magnética no pueden separarse porque están siempre asociadas a un dipolo magnético, que consiste en un polo Norte y un polo Sur. Esto se debe a que el campo magnético es produced por un imán y las líneas de campo salen del polo positivo (Norte) y llegan al polo negativo (Sur).
¿Cómo se describe el campo magnético en términos de flujo y por qué es diferente al campo eléctrico?
-El campo magnético se describe como un flujo de líneas de campo que siempre son cerradas. Esto significa que el número de líneas que salen de un polo es igual al número de líneas que entran en el otro polo, lo que resulta en un flujo de campo magnético de cero. En contraste, el campo eléctrico tiene un flujo de líneas de campo diferente de cero, indicando la presencia de cargas eléctricas.
¿Cuál fue una de las predicciones teóricas más importantes de la teoría electromagnética de Maxwell?
-Una de las predicciones teóricas más importantes de la teoría electromagnética de Maxwell fue que las variaciones del campo electromagnético se propagan como ondas transversales a la velocidad de la luz, lo que sugiere que la luz es un fenómeno ondulatorio transversal.
¿Qué fenómeno demuestra que la luz es una onda electromagnética y cómo se relaciona con las ondas transversales?
-El fenómeno de las ondas transversales demuestra que la luz es una onda electromagnética. Esto se debe a que las ondas transversales son aquellas en las que la oscilación es perpendicular a la dirección de propagación de la onda, lo que coincide con la naturaleza de la luz según la teoría electromagnética.
¿Cómo se describen las ondas longitudinales y cómo se diferencian de las ondas transversales?
-Las ondas longitudinales son aquellas en las que la perturbación o oscilación tiene la misma dirección que la propagación de la onda, como ocurre en un resorte al encogerse y liberar energía. Se diferencian de las ondas transversales porque en estas últimas, la oscilación es perpendicular a la dirección de propagación.
¿Quién fue Heinrich Hertz y qué contribución tuvo en la demostración de las ondas electromagnéticas?
-Heinrich Hertz fue un científico alemán que experimentalmente verificó la existencia de ondas electromagnéticas. Su experimento consistió en generar una corriente oscilante en un circuito compuesto de un condensador y una bobina, lo que produjo un campo electromagnético oscilante. Hertz pudo producir chispas a distancia, demostrando así la propagación de estas ondas.
¿Qué es una perturbación periódica y cómo se relaciona con el concepto de onda?
-Una perturbación periódica es una alteración que se repite en un patrón regular en el tiempo. Se relaciona con el concepto de onda porque una onda es una perturbación periódica que se propaga a través de un medio, realizando oscilaciones alrededor de un punto de equilibrio sin un desplazamiento neto de materia.
¿Cómo se define la longitud de onda y cómo se relaciona con el periodo de una onda?
-La longitud de onda se define como la distancia que recorre una perturbación en un tiempo igual al periodo. El periodo es el tiempo necesario para que una perturbación realice un ciclo completo. La longitud de onda es igual a la distancia que separa dos puntos de máxima de la onda en un mismo instante.
¿Qué fenómenos ondulatorios son fundamentales para entender la representación ondulatoria de la luz y cómo se relacionan con las ondas estacionarias?
-Los fenómenos ondulatorios fundamentales para entender la representación ondulatoria de la luz son la interferencia y la difracción. Estos fenómenos se pueden observar en las ondas estacionarias, donde la luz reflejada de una superficie o una cavidad se superpone a sí misma, creando nodos y antinodales, lo que permite explicar fenómenos como la reflexión, la refracción y la difracción de la luz.
Outlines
🎓 Introducción a los Campos y Ondas
Este primer párrafo introduce el módulo 16 del capítulo 4, enfocado en la comprensión de campos y ondas. Se menciona que el concepto de campo fue desarrollado para explicar el efecto de una distribución de carga eléctrica en una carga de prueba. Se destaca la importancia del concepto de línea de fuerza y se introduce el concepto de flujo de campo, que es el número de líneas de campo que atraviesan una superficie que encierra una carga eléctrica. Además, se contrasta el flujo de líneas de campo en un campo eléctrico con el de un campo magnético, donde las líneas son cerradas y el flujo es cero. Finalmente, se menciona la contribución de Maxwell al descubrimiento de que las variaciones de los campos eléctricos generan campos magnéticos y viceversa, y la propagación de estas variaciones como ondas transversales a la velocidad de la luz.
🌐 Características de las Ondas Electromagnéticas
El segundo párrafo profundiza en la naturaleza de las ondas electromagnéticas. Se describe cómo las ondas se propagan como perturbaciones periódicas en un medio, y cómo estas perturbaciones se describen utilizando funciones seno o coseno. Se introduce el concepto de longitud de onda y velocidad, que son fundamentales para entender cómo se desplazan las ondas. Además, se explica cómo las ondas electromagnéticas se propagan en forma de ondas transversales a la velocidad de la luz, y cómo esta predicción fue verificada experimentalmente por Heinrich Hertz. Se menciona cómo el experimento de Hertz permitió no solo verificar la existencia de ondas electromagnéticas sino también abrir la posibilidad de transmitir señales a distancia, lo que llevó a un desarrollo tecnológico significativo en las telecomunicaciones.
🌀 Propagación y Caracterización de las Ondas
Este párrafo explora la propagación de las ondas y su caracterización. Se describe cómo una perturbación en un medio se propaga en todas las direcciones, formando una onda circular. Se introduce el concepto de rayo como la trayectoria perpendicular a todos los frentes de onda. Se discuten los fenómenos de interferencia y difracción, que son cruciales para definir los fenómenos ondulatorios. Se explica la ley de reflexión y la ley de refracción en el contexto de la teoría ondulatoria de la luz, y cómo estos fenómenos pueden ser explicados a través del modelo ondulatorio. Además, se menciona el concepto de superposición de ondas y cómo se relaciona con la interferencia de ondas y los pulsos que se propagan en un medio.
📶 Ondas Estacionarias y sus Aplicaciones
El cuarto párrafo se centra en las ondas estacionarias, que son ondas que se producen en un medio, como una cuerda tensa o una cavidad, y que tienen modos de oscilación específicos. Se describe cómo se generan nodos y antinodales en estas ondas, y cómo estas características son útiles para interpretar experimentos y fenómenos físicos, como la naturaleza ondulatoria de la luz. Se muestra cómo la superposición de ondas provenientes de dos fuentes puntuales puede resultar en interferencia constructiva y destructiva, formando patrones de máximas y mínimas de intensidad en una pantalla o superficie. Se destaca la importancia de estas observaciones para entender la propagación de la luz y sus propiedades ondulatorias.
🔬 Experimentos y Demostraciones de Ondas
Este párrafo presenta experimentos y demostraciones que sirven para ilustrar la naturaleza ondulatoria de las ondas. Se discute cómo la generación de ondas estacionarias en un medio puede ayudar a interpretar y demostrar que la luz es un fenómeno ondulatorio. Se describe un experimento en el que se superponen ondas de dos fuentes puntuales, creando patrones de interferencia que son fundamentales para entender cómo las ondas se comportan cuando provienen de múltiples orígenes. Se menciona cómo estas demostraciones son esenciales para la comprensión de conceptos complejos en física, como la interferencia, la difracción y la propagación de las ondas a través de diferentes medios.
📚 Conclusión del Módulo de Física Conceptual
El sexto y último párrafo concluye el módulo 16 del capítulo 4 del curso de física conceptual. Se resalta que se ha proporcionado una visión completa del fenómeno ondulatorio y se destaca la importancia de la representación ondulatoria para entender fenómenos complejos como la interferencia y la difracción. Se menciona que esta comprensión es esencial para el estudio de la física y la teoría electromagnética. El módulo termina con una nota musical, simbolizando el final de la lección y la culminación del aprendizaje en este tema específico.
Mindmap
Keywords
💡Campo
💡Líneas de fuerza
💡Flujo de campo
💡Campo magnético
💡Onda electromagnética
💡Teoría de Maxwell
💡Onda transversal
💡Interferencia
💡Difracción
💡Nodos y antinodes
💡Onda longitudinal
Highlights
El concepto de campo fue desarrollado para explicar el efecto de una distribución de carga eléctrica en el espacio.
La idea de línea de fuerza es un concepto importante asociado al análisis del campo.
Las líneas de campo de una carga positiva señalan las posibles direcciones de movimiento de una carga de prueba.
El flujo de campo es el número de líneas de campo que atraviesan una superficie cerrada que encierra una carga.
Las líneas de campo magnética son cerradas y no hay forma de separar un polo Norte de un polo Sur.
El campo magnético está asociado a la existencia de un dipolo magnético y las líneas de campo salen del polo positivo y llegan al polo negativo.
El flujo de líneas de campo magnético siempre es cero, lo que indica la naturaleza cerrada del campo.
Las variaciones de los campos eléctricos generan campos magnéticos, y viceversa, según la teoría de Maxwell.
Las variaciones del campo electromagnético se propagan como ondas transversales a la velocidad de la luz.
La teoría electromagnética de Maxwell predijo que la luz es un fenómeno ondulatorio transversal.
Las ondas transversales son aquellas en las que la perturbación oscila perpendicular al frente de onda.
Las ondas longitudinales, como en un resorte, oscilan en la misma dirección que la propagación de la perturbación.
El experimento de Heinrich Hertz verificó la existencia de ondas electromagnéticas y su capacidad para transmitir señales a distancia.
Las ondas son perturbaciones periódicas que se propagan en un medio sin un desplazamiento neto de materia.
La longitud de onda es la distancia que recorre la perturbación en un tiempo igual al periodo.
La velocidad de una onda es igual a la longitud de onda recorrida en un tiempo igual al periodo.
Los fenómenos de interferencia y difracción son fundamentales para entender la naturaleza ondulatoria de la luz.
La superposición de ondas es clave para explicar fenómenos como la interferencia constructiva y destructiva.
Las ondas estacionarias son oscilaciones que se producen en un medio y se ven afectadas por su longitud y características.
El experimento de las dos fuentes puntuales demuestra cómo la superposición de ondas puede resultar en interferencia constructiva o destructiva.
Transcripts
[Música]
H
[Música]
Bienvenidos a udar al módulo 16 del
capítulo 4 hoy hablaremos sobre Campos y
ondas después de estudiar este módulo
Usted estará en capacidad de resolver
los siguientes problemas y contestar
siguientes
[Música]
preguntas
[Música]
ah
el concepto de campo es un concepto que
inicialmente se desarrolló para poder
explicar el efecto que una distribución
de carga eléctrica en el espacio produce
sobre una carga de prueba el concepto
más importante asociado a la idea de
campo es el concepto de línea de fuerza
si miramos la figura que tenemos en el
monitor entonces podemos
eh apreciar la representación más
sencilla del campo más elemental el
campo debido a una carga positiva estas
líneas señalan todas las posibles
direcciones en las que se movería una
carga de prueba que se pone en la
vecindad de esta carga positiva Ahora
hay un concepto supremamente
importante asociado al análisis del
campo como ento vectorial si la carga es
rodeada por una superficie completamente
cerrada que aquí se representa por esta
curva que limita la zona gris entonces
podemos definir el concepto de flujo de
campo como el número de líneas de campo
que atraviesa la superficie entonces
podemos ver que el flujo de líneas de
campo a través de una superficie que
encierra una carga eléctrica es
diferente de
cero si pasamos a la representación de
un campo magnético Y de nuevo hacemos la
construcción de las líneas de campo como
todas las posibles trayectorias y todas
las posibles orientaciones que un dipolo
de prueba colocado alrededor de una
barra magnética puede tomar entonces de
nuevo construimos las líneas de campo En
el caso de las líneas de campo magnético
sabemos que es imposible separar un Polo
Norte de un Polo Sur un polo positivo de
un polo negativo y entonces el campo
magnético siempre necesariamente está
asociado a estos dos elementos a la
existencia de un dipolo magnético la
característica del campo magnético
producido por un imán es que las líneas
de campo salen del Polo positivo o del
Polo Norte y llegan al Polo negativo o
Polo Sur pero eh lo más representativo
de estas líneas de campo es que son
cerradas de tal forma que si un imán o
cualquier región alrededor de un campo
magnético es encerrada por una
superficie veremos que el número de
líneas que salen en este caso
representadas por las líneas que están
saliendo aquí en el Polo Norte es igual
al número de líneas que entran entonces
podemos decir que si el campo eléctrico
se caracteriza porque eh veíamos en la
en la figura anterior una carga
eléctrica siempre tiene un flujo de
líneas de campo diferente de cero el
campo magnético está caracterizado
porque las líneas de campo magnético son
cerradas y esto se representa diciendo
que el flujo de líneas de campo
magnético eh siempre es
[Música]
cero la posibilidad de representar los
campos eléctricos y los campos
magnéticos mediante eh Campos
vectoriales facilitó la eh descripción
de los fenómenos
electromagnéticos sabemos que los
fenómenos magnéticos se pueden explicar
a partir de El desplazamiento de cargas
eléctricas una de las notables
realizaciones del trabajo de Maxwell al
escribir su teoría campo electrom
magnético fue también el descubrimiento
de que las variaciones de los campos
eléctricos generan campos magnéticos de
la misma manera que las variaciones de
los campos magnéticos generan Campos
eléctricos una consecuencia del Análisis
matemático de las ecuaciones del campo
electromagnético fue que las variaciones
del campo electromagnético hablando ya
de una manera completamente general las
variaciones del campo electr magnético
se propagan como ondas transversales a
la velocidad de la luz Esta es
posiblemente una de las eh predicciones
teóricas más importantes que realizó la
teoría de Maxwell puesto que ya se había
previamente establecido que la luz era
algún tipo de fenómeno ondulatorio
transversal la velocidad de la luz había
sido deducida o había sido mejor medida
experimentalmente con una gran precisión
gracias a los experimentos
interferometric de fiso Pero antes de El
interferómetro de fiso eh la observación
astronómica había dado también una buena
indicación de los valores de la
velocidad de la luz el hecho de poder
calcular a partir de primeros principios
y de una manera completamente teórica la
velocidad de la luz eh confiere un alto
grado de credibilidad a la teoría
electromagnética de Maxwell además de
realizar la la síntesis de la teoría de
la electricidad la teoría del magnetismo
y la teoría de la óptica ahora qué
quiere decir realmente que la luz es una
onda electromagnética Qué es una onda
electromagnética y Qué es una onda
transversal miremos esta diapositiva y
entonces podemos entender lo que es una
onda transversal Si vemos en la parte
superior esta realización en una cuerda
una perturbación en una cuerda como la
que se representa acá se corresponde al
desplazamiento de cada una de las partes
de la cuerda en este caso de un látigo
cada una de estas partes se desplaza
oscila perpendicularmente
a el desplazamiento de la onda entonces
por eso este tipo de ondas se denomina
una onda transversal eh la onda pues más
típica del del movimiento ondulatorio
transversal es la onda en una cuerda
pero también las ondas que se que se
generan en la superficie del agua cuando
hay algún tipo de perturbación son ondas
transversales por eh contraposición a
las ondas transversales podemos hablar
de ondas longitudinales por ejemplo en
un resorte cuando se produce una
perturbación una un encogimiento de un
resorte y se libera Entonces esta
perturbación se propaga a lo largo del
resorte oscilando hacia delante y hacia
atrás en la dirección de propagación de
la perturbación entonces a estas ondas
en las que la perturbación eh eh
corresponde a una oscilación que tiene
la misma dirección que la propagación de
la perturbación se le llaman ondas
[Música]
longitudinales
[Música]
la predicción de las ecuaciones de
Maxwell de que los campos
electromagnéticos se propagan en forma
de ondas eh transversales a la velocidad
de la Luz fue verificada de una manera
experimental unos años más tarde por
henrich
herz el experimento de herz básicamente
con consistió en lo siguiente
eh en un dispositivo electrónico se
genera una corriente oscilante una
corriente se puede eh puede oscilar si
el circuito está compuesto de un
condensador y una bobina al cerrar el
circuito entonces la
corriente oscila la oscilación de la
corriente corresponde entonces a un
campo electromagnético
para que haya una corriente oscilante
tiene que haber un campo eléctrico
oscilante si hay un campo eléctrico
oscilante habrá un campo magnético
perpendicular oscilante y el resultado
neto Es que este campo magnético o
electromagnético se propaga eh más
adelante existía un dispositivo que era
un par de esferas cargadas conectadas a
una diferencia de potencial muy cerca
del potencial de ruptura quiere decir
que cualquier pequeño desbalance del
potencial eléctrico hace que se produzca
una chispa entre estos dos elementos
efectivamente entonces herch pudo
producir chispas a distancia a partir de
la generación de corrientes eléctricas
oscilantes de esta manera se verificó la
eh existencia de ondas electromagnéticas
Por una parte y por otra parte se
hizo se dio la posibilidad de transmitir
señales a dist ancia por medios
electromagnéticos dio lugar en este
momento el experimento de herz a uno de
los más notables desarrollos
tecnológicos que más impacto ha tenido
seguramente en la historia de la
humanidad puesto que vimos en la era de
las telecomunicaciones y estas
telecomunicaciones son posibles Gracias
precisamente a lo que ha llegado a
denominarse las ondas jian que en
realidad son ondas
electromagnéticas
[Música]
estudiemos un poco más sobre las
características de las ondas Qué son las
ondas en realidad qué caracteriza las
ondas entonces una onda Es una
perturbación periódica que se propaga en
un medio una característica de la onda
es que cada uno de los elementos del
medio sujeto a la perturbación realiza
una oscilación alrededor del punto de
equilibrio y lo que finalmente se
desplaza es un impulso es una energía
pero no hay un desplazamiento neto de
materia veamos en la en el siguiente en
la siguiente grabación el ejemplo
clásico de un pulso entendiendo que una
onda es una una sucesión de pulsos
Entonces tenemos un dispositivo que
llamamos la espina de ondas veamos esta
grabación entonces vemos como el pulso
se propaga a lo largo de toda la espina
pero no hay un desplazamiento neto de
materia en este caso el golpe que se
produce sobre la espina Es una
perturbación que se propaga se refleja
en un borde de la esquina y vuelve y se
devuelve ahora eh miremos acá en esta
diapositiva qué es lo que caracteriza
una onda entonces decimos una onda es
una perturbación una perturbación
periódica las perturbaciones periódicas
se describen por funciones tipo seno o
coseno tal como la que tenemos
representada en esta gráfica hay un eh
un parámetro muy importante de las ondas
y es la distancia que recorre la
perturbación en un tiempo igual al
periodo el periodo es el tiempo
necesario para realizar un ciclo
completo Si nosotros miramos acá en esta
gráfica un ciclo completo es partir
desde cero llegar al máximo volver a
cero bajar al mínimo y llegar nuevamente
a cer0 en en esta realización completa
de un seno se ha realizado un ciclo
completo y el tiempo correspondiente es
exactamente el tiempo de un periodo en
este tiempo la perturbación se ha
desplazado desde este punto a este punto
de una manera gráfica más sencilla uno
puede decir que en un tiempo de un
periodo la perturbación se ha desplazado
exactamente una distancia igual a la que
separa a dos puntos de máxima Esto es lo
que se ha dado en denominar longitud de
onda y entonces nos define un elemento
muy importante la velocidad es un
espacio igual a la longitud de onda
recorrida en un tiempo igual al periodo
Recuerden que la frecuencia a la que
corresponde esta letra f acá es
exactamente el inverso del periodo
eh una perturbación que se produce en un
punto de un medio se propaga en todas
las direcciones entonces eh aquí tenemos
la representación de una onda circular
hay un concepto muy importante que es el
concepto de Rayo el Rayo es la
trayectoria perpendicular a todos los
frentes de onda y entonces en la versión
digamos geométrica de la óptica se decía
la luz se propaga a partir en forma de
rayos después en la representación
ondulatoria de la teoría de la luz se
dice la la luz se propaga como ondas y
los rayos no son más que las
trayectorias perpendiculares a los
frentes de onda Pero lo que
verdaderamente Define eh las los
fenómenos ondulatorios es son los
fenómenos de interferencia y de fracción
aquí en esta diapositiva estamos viendo
como la representación ondulatoria nos
permite explicar las los fenómenos o las
leyes más sencillas de la luz por
ejemplo la ley de la reflexión la la luz
se refleja en así de tal forma que los
rayos de incidencia hacen el mismo
ángulo con la normal que los rayos
reflejados aquí lo representamos como
frente de onda de una perturbación
circular que se reflejan en una
superficie y la representación de rayos
como líneas perpendicular a esos frentes
de onda nos lleva exactamente a la ley
que habíamos mencionado
antes la refracción de la luz se puede
explicar gracias al modelo ondulatorio
suponiendo que la velocidad de las ondas
cambia cuando cambian las
características del medio entonces eh si
la luz pasa de un medio en el que se
propaga a una determinada velocidad a un
medio en que se propaga una velocidad
menor Entonces el efecto neto es que los
frentes de onda se
desvían la desviación de los frentes de
onda tiene una correspondiente
desviación de los rayos o de las
trayectorias perpendiculares a los
frentes de onda y entonces podemos
establecer la ley de snel que dice que
el seno del ángulo de incidencia es al
sen del ángulo de reflexión como el
índice de refracción del medio inicial
es al índice de refracción del segundo
medio aquí tenemos una mejor
representación de lo que es el fenómeno
de la refracción aquí representado de
una manera
esquemática todos estos fenómenos los
podemos expresar eh los podemos explicar
mediante superposición de ondas para
entender la superposición de ondas
Debemos entender la superposición de
pulsos puesto que las ondas no son más
que sucesiones de pulsos si entendemos
que un pulso es una información que se
propaga en un medio diciéndole Por así
decirlo a cada punto del medio que debe
desplazarse una cierta distancia de su
punto de equilibrio y Volver al punto de
equilibrio Entonces el pulso se
caracteriza por una amplitud Esta es la
amplitud de un pulso que viaja en una
dirección y esta es la amplitud dos de
un pulso que viaja en una dirección
contraria Qué sucede cuando dos pulsos
coinciden cuando dos pulsos coinciden
hablamos de la interferencia de ondas la
interferencia de ondas se puede explicar
como la superposición o la la la suma
algebraica de pulsos dos pulsos que
inicialmente se encuentran se superponen
y después cada uno de ellos sigue en la
misma dirección veamos en una
representación en una grabación lo que
es una superposición de pulsos veremos
en esta grabación dos pulsos en
diferentes eh direcciones y con
amplitudes de diferente sentido se
superponen cada uno eh en un determinado
momento coinciden se produce la suma
algebraica y después los pulsos siguen
en su representación Ahora hay
eh cuando uno tiene un sistema que
soporta ondas continuamente eh que está
emitiendo eh pulsaciones
y hay algún punto del sistema donde
estas pulsaciones eh se reflejan
Entonces se produce un fenómeno conocido
como fenómeno de ondas
estacionarias las ondas estacionarias eh
tienen que ver eh se producen eh
dependiendo de la longitud del medio el
medio se puede entender como una cuerda
tensa o como una cavidad Y entonces hay
diferentes posibles modos de oscilación
en esta representación gráfica tenemos
varias oscilaciones en el primer caso la
oscilación fundamental representada por
esta línea roja entonces aquí la
distancia entre los dos nodos
corresponde a media longitud de onda por
lo tanto en este primer caso de onda
estacionaria tenemos una longitud de
onda que es igual al doble de la
longitud total de la cuerda aquí tenemos
una longitud de onda que corresponde a
dos tercios de la longitud aquí tenemos
una longitud de onda que es dos es
exactamente la mitad de la longitud
total de la cuerda y ustedes ven cómo se
generan unos puntos donde la
superposición hace que siempre la
perturbación se cancele en este caso en
los extremos y en la mitad en este caso
en los extremos y en los tercios aquí en
los cuartos siempre tenemos estos puntos
donde la eh perturbación se cancela
Hablamos de una interferencia eh
destructiva en eh Y a estos puntos de
perturbación que siempre se cancela se
lo llaman nodos siempre en la mitad de
dos nodos hay lo que se llama un
antinodo o también un sitio de máxima
miremos en esta realización de video
sobre la espa sobre la espina de ondas
la posibilidad de producir ondas
estacionarias entonces hay una
frecuencia característica del medio
ustedes pueden observar que en la mitad
de la espina prácticamente el
desplazamiento es nulo Eh si la
frecuencia estuviera perfectamente
regulada con un generador de ondas el
fenómeno se podría apreciar de una
manera más precisa pero la Ilustración
es suficiente para este
caso la generación de ondas
estacionarias en un medio nos puede
permitir interpretar el experimento de
ya que
eh sirvió para demostrar de una manera
concluyente que efectivamente la luz es
un fenómeno ondulatorio Qué pasa cuando
se superponen las ondas que provienen de
dos Fuentes puntuales miremos este
gráfico a la izquierda tenemos lo que se
llam ondas planas entonces supongamos
que una onda plana llega a una
superficie donde hay dos aberturas
entonces cada una de estas aberturas se
va a convertir en el foco puntual de una
nueva
perturbación
se dice que las perturbaciones de estas
dos aberturas por provenir de la misma
onda están en fase entonces la suma de
estas perturbaciones en cada punto del
espacio va a dar lugar a una nueva
perturbación ahora observemos que hay
unas trayectorias muy bien definidas
donde siempre se produce por ejemplo en
este caso una interferencia constructiva
siempre exactamente en la mitad donde se
donde coinciden dos frentes de onda
Siempre vamos a tener una interferencia
constructiva Entonces vamos a tener unas
líneas de
máximos cuando nosotros hacemos la eh
medida de la intensidad que llega a una
superficie o a una pantalla Entonces
vamos a encontrar que exactamente en la
mitad eh en el eje de de esta eh figura
vamos a tener un punto de Máximo y
sucesivamente vamos a encontrar máximos
relativos entre máximos relativos
encontraremos puntos de mínima que
coinciden exactamente con los nodos
veamos en una representación de video en
una cubeta de ondas lo que es la
producción de una onda eh circular por
la perturbación de un punto y después la
eh
superposición de dos Fuentes puntuales
sobre una eh cubeta de ondas veamos el
video
tenemos entonces una perturbación
periódica sobre una
superficie las distancias entre dos eh
frentes de onda son las longitudes de
onda que depende de la frecuencia con la
que se esté perturbando la superficie
ahora veamos en el siguiente video lo
que sucede cuando en lugar de uno
tenemos dos eh fuentes de
perturbación Entonces cuando tenemos dos
Fuentes de perturbación la suma como se
puede apreciar nos da lugar a unas
líneas nodales donde siempre la
perturbación es nula y otras líneas
donde la perturbación es máxima bueno
hemos dado una visión muy completa de lo
que es el fenómeno ondulatorio Y por qué
eh precisamente las eh
eh las ondas la representación
ondulatoria se puede definir de una
manera muy completa gracias a los
fenómenos de interferencia y difracción
con esto Terminamos el módulo 16 del
capítulo cuarto de nuestro curso de
física conceptual para udi
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ara
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