Nombre: Margarita Simbaña

Curso: 6to ciencias “C”

Fecha: 02/01/2014

Tema: Ondas y Sonido

INDICE

1. Ondas

Concepto de onda

Tipos de ondas

Características de las ondas

2. Fenómenos ondulatorios

Reflexión de las ondas

Refracción de las ondas

Difracción de las ondas

Interferencia de las ondas

3. El sonido: Una onda longitudinal

¿Cómo se produce el sonido?

Velocidad de propagación

Cualidades del sonido

Efecto Doppler

Contaminación acústica

Aplicaciones de ondas sonoras

4. La luz: Una onda transversal

Naturaleza de la luz

Propagación de la luz

Reflexión de la luz

Refracción de la luz

Dispersión de la luz. Espectro

El espectro electromagnético

¿Qué es una onda?

Una onda en la física podemos decir que es una perturbación que se propaga

desde el punto en el cual esta se origino o se produjo hacia el medio en el

cual rodea ese punto, debemos saber que cuando una vibración o una

perturbación que es originada en una fuente esta rápidamente se propaga a

través de nuestro espacio y de esa manera se produce una onda.

Tipos de ondas

Dependiendo del medio en el cual se propaguen.

1) Tenemos las ondas electromagnéticas estas ondas son producto de las

oscilaciones de un campo eléctrico pues estas también están relacionadas

con uno magnético debemos tener en claro que estas ondas no necesitan de

un medio para poder propagarse estas pueden hacerlo en el vacio pero estas

ondas tienen una velocidad constante.

2) Luego tenemos a las ondas mecánicas estas ondas en cambio si necesitan

de un medio material para que de esa manera puedan viajar.

3) Finalmente tenemos a las ondas gravitacionales estas ondas en cambio

son perturbaciones en las cuales afectan a la geometría que viajan a través

del vacío debe ser de consideración que la velocidad de estas ondas es

equivalente a la luz.

Dependiendo de su propagación

1) Tenemos a las ondas unidimensionales estas ondas viajan en una única

dirección espacial. Es por esto que sus frentes son planos y paralelos.

2) Luego tenemos a las ondas bidimensionales estas ondas viajan en dos

direcciones cualquieras de una determinada superficie.

3) Finalmente tenemos a las ondas tridimensionales estas ondas viajan en

tres direcciones

Dependiendo de su dirección

1) Primero las ondas transversales las partículas en las cuales se transporta

la onda se desplazan de manera perpendicular a la dirección en que la onda

se propaga.

2) Después tenemos a las ondas longitudinales las moléculas se desplazan

paralelamente a la dirección en que la onda viaja.

Dependiendo de su periodicidad

1) Tenemos a las ondas no periódicas estas son causadas por una

perturbación de manera aislada o, en caso de que las perturbaciones se den

de manera repetida, estas irán teniendo diferentes cualidades.

2) Luego son las ondas periódicas producidas por ciclos repetitivos de

perturbaciones.

Características de las ondas

* La posición más alta con respecto a la posición de equilibrio se llama

cresta.

* El ciclo es una oscilación, o viaje completo de ida y vuelta.

* La posición más baja con respecto a la posición de equilibrio se llama valle.

* El máximo alejamiento de cada partícula con respecto a la posición de

equilibrio se llama amplitud de onda.

* El periodo es el tiempo transcurrido entre la emisión de dos ondas

consecutivas.

*Al número de ondas emitidas en cada segundo se le denomina frecuencia.

* La distancia que hay entre cresta y cresta, o valle y valle, se llama

longitud de onda.

* Nodo es el punto donde la onda cruza la línea de equilibrio.

* Elongación es la distancia que hay, en forma perpendicular, entre un punto

de la onda y la línea de equilibrio.

Reflexión de una onda.

Podemos decir que la reflexión de una onda es el cambio de dirección que

esta experimenta cuando esta choca contra una superficie lisa y

pulimentada sin cambiar de medio de propagación. Cuando una reflexión se

produce sobre una superficie rugosa, la onda se refleja en todas direcciones

y esta toma el nombre de difusión. La reflexión está representada de tres

elementos los cuales son rayo incidente, línea normal o perpendicular a la

superficie y rayo reflejado. En las leyes de la reflexión se dicen que el

ángulo de incidencia es igual al ángulo de reflexión y que el rayo incidente,

reflejado y la normal están en el mismo plano.

Refracción de las ondas

La refracción de una onda es el cambio de dirección y de velocidad que esta

experimenta cuando pasa de un medio a otro medio en el cual puede

propagarse. En este también existen tres elementos que son rayo incidente,

línea normal o perpendicular a la superficie y rayo refractado. En algún caso

de que la onda pasa de un medio a otro en el cual la onda viaja más rápido, el

rayo refractado se acerca a la normal, mientras tanto en caso que si pasa de

un medio a otro en el que la onda viaja a menos velocidad el rayo se aleja de

la normal.

Difracción de las ondas

Denominamos difracción de una onda a la propiedad que tienen las ondas de

rodear los obstáculos en determinadas condiciones. En caso de que una onda

llega a un obstáculo de dimensiones similares a su longitud de onda, ésta se

convierte en un nuevo foco emisor de la onda. Con esto queremos decir que

en el momento cuando una onda llega a un obstáculo de dimensión similar a la

longitud de onda, dicho obstáculo se convierte en un nuevo foco emisor de la

onda. Debemos tener claro que en cuanto más parecida es la longitud de

onda al obstáculo mayor es el fenómeno de difracción.

Interferencia de las ondas

Decimos que interferencia a la suma de dos o más ondas. Es dependiendo

fundamentalmente de las longitudes de onda, amplitudes y de la distancia

relativa entre las mismas existen dos tipos de interferencias que son.

La Constructiva que se produce cuando las ondas chocan en fases,

obteniendo una onda resultante de mayor amplitud que las ondas iniciales.

Y la Destructiva que es la superposición de ondas en antifaces, obteniendo

una onda resultante de menor amplitud que las ondas iniciales.

¿Cómo se produce el sonido?

Podemos decir que el sonido es producido como resultado de la vibración de

un cuerpo, en el cual genera ondas de compresión en el medio que lo rodea,

este al llegar a nuestros oídos transmiten una energía, presentada en forma

de impulso nervioso, hasta el cerebro. Si la vibración de origen es regular, el

sonido tiene características "musicales" mientras que una vibración

irregular solo tiene características de "ruido".

Velocidad de propagación

El sonido, a diferencia de otras "perturbaciones" que se propagan en medios

materiales, lo hace tridimensionalmente, es decir la "perturbación" llega a

cualquier punto del espacio. En este caso por ser una onda mecánica, la

rapidez de su propagación solo depende del medio de propagación elástico.

La velocidad de propagación de la perturbación, solo dependerá de la

proximidad de las partículas del medio y de sus fuerzas de cohesión. Así, la

velocidad de propagación será mucho mayor en los sólidos que en los

líquidos, y sobre todo, que en los gases.

Cualidades del sonido

Uno de los aspectos más importantes es saber distinguir las cualidades del

sonido para poder sensibilizar nuestros oídos.

Primero tenemos la altura o tono que está determinado por la frecuencia

de la onda. Para que nosotros los humanos podamos percibir un sonido, éste

debe estar muy bien comprendido en una franja de 20 y 20.000 Hz. Por

debajo tenemos los infrasonidos y por encima los ultrasonidos.

Luego tenemos a la intensidad la cual nos permite distinguir si el sonido es

fuerte o débil. Está determinado por la cantidad de energía de la onda.

Después tenemos a la duración esta cualidad está relacionada con el tiempo

de vibración del objeto es decir nosotros podemos escuchar sonidos largos,

cortos, muy cortos, etc..

Finalmente tenemos el timbre esta es la cualidad que permite distinguir la

fuente sonora. Cada material vibra de una forma diferente provocando

ondas sonoras complejas que lo identifican. Como por ejemplo, no sería lo

mismo el sonido del clarinete que el de un piano aunque interpreten la misma

melodía.

Efecto Doppler

El efecto Doppler es un fenómeno físico donde un aparente cambio de

frecuencia de onda es presentado por una fuente de sonido con respecto a

su observador cuando esa misma fuente se encuentra en movimiento. Este

fenómeno lleva el nombre de su descubridor, Christian Andreas Doppler, un

matemático y físico austríaco que presentó sus primeras teorías sobre el

asunto en 1842.

Contaminación acústica

Podemos decir que llamamos contaminación acústica al exceso de sonido que

altera las condiciones normales del ambiente pude ser en cualquier lugar. Si

bien el ruido no se acumula, se mantiene en el tiempo como las otras

contaminaciones, también puede causar grandes daños en la calidad de vida

de las personas si no se controla bien o adecuadamente. Estas dos palabras

solo hacen referencia al ruido, provocado por las actividades humanas, que

produce efectos negativos sobre la salud auditiva, física y mental de los

seres vivos.

Aplicaciones de las ondas sonoras

Podemos decir que estas son las aplicaciones de las ondas sonoras

Primero tenemos a la música esta es una producción de sonido en

instrumentos musicales y sistemas de afinación de la escala.

Luego tenemos a la acústica fisiológica esta estudia el funcionamiento del

aparato auditivo, desde la oreja a la corteza cerebral.

Después tenemos acústica fonética esta es el análisis de las características

acústicas del habla y sus aplicaciones.

Finalmente tenemos a la arquitectura esta 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.

Naturaleza de la luz

Decimos que la naturaleza física de la luz ha sido uno de los grandes

problemas de la ciencia. Desde la antes se consideraba la luz como algo de

naturaleza corpuscular, eran corpúsculos que formaban el rayo luminoso. Así

explicaban fenómenos como la reflexión y refracción de la luz. Newton

defendió esta idea, el suponía que la luz estaba formada por corpúsculos que

eran lanzados a gran velocidad por los cuerpos emisores de luz. Había

escrito un tratado de Óptica en el que explicó multitud de fenómenos que

sufría la luz.

Propagación de la luz

Podemos decir que la luz se puede propagar en el vacío o en otros medios. La

luz se propaga en línea recta en un medio homogéneo. Una de las hipótesis

de la propagación de la luz explica varios fenómenos entre los que se puede

resaltar. Podemos decir que cuando un rayo de luz penetra en una habitación

que está llena de humo, puede observarse que el rayo de luz tiene borde

definido, que es una línea recta. O también cuando se coloca una fuente

luminosa en el centro de una habitación, se observa que la luz es capaz de

iluminar a todos los objetos opacos. Las sombras proyectadas por estos

objetos, se deben a que la luz se propaga en línea recta y los espacios

detrás de los objetos opacos son inaccesibles a ella

Reflexión de la luz

De la misma manera que las ondas sonoras, la luz se refleja cuando incide

sobre un medio material.

Hay dos tipos en las cuales se pueden distinguir

*Reflexión especular en la cual la luz se refleja sobre una superficie

pulimentada, como un espejo.

*Reflexión difusa en la cual la luz se refleja sobre una superficie rugosa y

los rayos salen rebotados en todas direcciones.

Refracción de la luz

Se denomina refracción luminosa al cambio que experimenta la dirección de

propagación de la luz cuando atraviesa oblicuamente la superficie de

separación de dos medios transparentes de distinta naturaleza. Como por

ejemplos las lentes, las máquinas fotográficas, el ojo humano y, en general,

la mayor parte de los instrumentos ópticos basan su funcionamiento en este

fenómeno óptico.

Las leyes de la refracción

Las de la refracción tienen un fundamento experimental. Junto con los

conceptos de rayo incidente, normal y ángulo de incidencia, es necesario

considerar ahora el rayo refractado y el ángulo de refracción o ángulo que

forma la normal y el rayo refractado.

1. ª Ley. El rayo incidente, la normal y el rayo refractado se encuentran en

el mismo plano.

2. ª Ley. (Ley de Snell) Los senos de los ángulos de incidencia e1 y de

refracción e2 son directamente proporcionales a las velocidades de

propagación v1 y v2 de la luz en los respectivos medios.

Dispersión de la luz. Espectro

Es decir como el índice de refracción de un material depende de la longitud

de onda de la radiación incidente, si un rayo de luz blanca incide sobre un

prisma óptico, cada radiación simple se refracta con un ángulo diferente. La

dispersión de la luz consiste en la separación de la luz en sus colores

componentes por efecto de la refracción.

De esa manera, las distintas radiaciones que componen la luz blanca emergen

separadas del prisma formando una sucesión continua de colores que

denominamos espectro de la luz blanca.

El espectro electromagnético

Denominamos espectro electromagnético a la distribución energética del

conjunto de las ondas electromagnéticas. Referido a un objeto se denomina

espectro electromagnético o simplemente espectro a la radiación

electromagnética que emite o absorbe una sustancia. El espectro

electromagnético se extiende desde la radiación de menor longitud de onda,

como los rayos gamma y los rayos X, pasando por la luz ultravioleta, la luz

visible y los rayos infrarrojos, hasta las ondas electromagnéticas de mayor

longitud de onda, como son las ondas de radio.