TRABAJO DE FISICA

TRABAJO DE FÍSICA

NOMBRE: EVELYN DOMINGUEZ CURSO: 3RO BACHILLERATO CIENCIAS “C” FECHA: 8 DE ENERO DEL 2014 TEMA: ONDAS, SONIDO, LUZ LICENCIADO: ANÍBAL CADENA

INDICE 1. Ondas 1.1 Concepto de onda 1.2 Tipos de ondas 1.2.1. Ondas transversales 1.2.2. Ondas longitudinales 1.3. Características de las ondas

2. Fenómenos ondulatorios 2.1. Reflexión de las ondas 2.1.1. Reflexión de ondas 2.1.2. Leyes de la reflexión 2.2. Refracción de las ondas 2.3. Difracción de las ondas 2.4. Interferencia de las ondas

3. El sonido: Una onda longitudinal ¿Cómo se produce el sonido?

3.1. Velocidad de propagación 3.2. Cualidades del sonido 3.3. Efecto Doppler 3.4. Contaminación acústica 3.5. Aplicaciones de ondas sonoras

4. La luz: Una onda transversal 4.1. Naturaleza de la luz 4.2. Propagación de la luz 4.3. Reflexión de la luz 4.4. Refracción de la luz 4.5. Dispersión de la luz. Espectro 4.6. El espectro electromagnético

1. Ondas 1.1 Concepto de onda Una onda en si es una propagación de un movimiento en un objeto en el cual se puede producir naturalmente o por otro cuerpo como pueden darse en el agua, el aire, en la tierra. Por ejemplo una regla plástica sosteniéndose firmemente en el estreno de una mesa y al golpearse con un poco de fuerza la regla salta y eso es una onda. El nombre que se le da a la ondulación que produce la regla es: PULSO DE ONDA.

1.2 Tipos de ondas 1.2.1. ONDAS TRANSVERSAL Estas ondas son aquellas que se presentan cuando con la mano u objeto que este teniendo se tenga un movimiento constate de arriba hacia abajo las cuales se repiten hasta llegar al final y se acaban cuando deje de mover la mano con un movimiento de arriba hacia abajo, también estas ondas se producen en el mismo transcurso de tiempo y se producen en un ángulo de 90° el cual se lo conoce o es llamado como ondas transversales.

1.2.2. ONDAS LONGITUDINALES Las ondas longitudinales son las que se pueden oscilar a cualquier lado por medio de las partículas que se propagan las ondas estas ondas no son iguales se las puede ver desde la más pequeña hasta que va creciendo y tomando mas forma por ejemplo se lanza una piedra al agua y se van produciendo ondas de

la más pequeña hasta la más grande esto se produce por la propagación delas ondas.

1.3. Características de las ondas LONGITUD DE UNA ONDA.- es el período espacial o la distancia que hay de pulso a pulso.

PERIODO.- es el tiempo transcurrido entre dos puntos equivalentes de la onda.

FRECUENCIA.- es una magnitud que mide el número de repeticiones por unidad de tiempo de cualquier fenómeno o suceso periódico.

VELOCIDAD.- en cuyo valor influyen las fuerzas recuperadoras elásticas del medio y determinados factores de la masa del medio: la densidad lineal en las cuerdas.

AMPLITUD.- es una medida de la variación máxima del desplazamiento u otra magnitud física que varía periódica en el tiempo. Es la distancia máxima entre el punto más alejado de una onda y el punto de equilibrio o medio.

2. Fenómenos ondulatorios 2.1. Reflexión de las ondas 2.1.1.

RELEXION DE ONDAS Es decir la reflexión d ondas es el cambio de dirección de las ondas pero este cambio es muy brusco esto se da cuando un a onda choca contra una superficie plana y si ya se choca las ondas se siguen propagando y no cortan la cadena de las ondas.

2.1.2.

LEYES DE LA REFLEXION

Cuando un rayo incide sobre una superficie plana, pulida y lisa y rebota hacia el mismo medio decimos que se refleja y cumple las llamadas "leyes de la reflexión" El incidente es aquel que choca El normal es el que se encuentra en el centro de las ondas El reflejado es aquel que ya regresa a la secuencia de la trayectoria El rayo incidente define con la normal en el punto de contacto, un plano. El rayo reflejado estará en ese plano y no se irá ni hacia delante ni hacia atrás.

2.2. Refracción de las ondas La refracción es el cambio de dirección que experimenta una onda al pasar de un medio material a otro. La refracción se origina en el cambio de velocidad de propagación de la onda señalada.

En esta parte nos quiere decir que el cambio de dirección de una onda puede pasar de un medio material a otro sin dañar la superficie y seguir con su secuencia al igual que la reflexión tiene ángulos de incidente y reflejado.

LEY DE REFRACCIÓN (LEY DE SNELL) La relación entre el seno del ángulo de incidencia y el seno del ángulo de refracción es igual a la razón entre la velocidad de la onda en el primer medio y la velocidad de la onda en el segundo medio, o bien puede entenderse como el producto del índice de refracción del primer medio por el seno del ángulo de incidencia es igual al producto del índice de refracción del segundo medio por el seno del ángulo de refracción.

2.3. Difracción de las ondas Son aquellas ondas que tienen las ondas rodeadas algunos obstáculos en determinadas condiciones. Cuando 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. Esto quiere decir, que 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. Cuanto más parecida es la longitud de onda al obstáculo mayor es el fenómeno de difracción.

2.4. Interferencia de las ondas Se denomina interferencia a la superposición o suma de dos o más ondas.

Dependiendo fundamentalmente de las longitudes de onda, amplitudes y de la distancia relativa entre las mismas se distinguen dos tipos de interferencias: Constructiva: se produce cuando las ondas chocan o se superponen en fases, obteniendo una onda resultante de mayor amplitud que las ondas iniciales.

Destructiva: es la superposición de ondas en antifaces, obteniendo una onda resultante de menor amplitud que las ondas iniciales.

3. El sonido: Una onda longitudinal ¿Cómo se produce el sonido?

El sonido se produce como resultado de la vibración de un cuerpo, que genera unas ondas de compresión en el medio que lo rodea, que al llegar a nuestros oídos transmiten esa energía, modulada en forma de impulso nervioso, hasta el cerebro. Cuando la vibración de origen es regular, el sonido tiene características "musicales" mientras que una vibración irregular suele tener características de "ruido".

3.1. Velocidad de propagación La velocidad del sonido es la dinámica de propagación de las ondas sonoras. En la atmósfera terrestre es de 343 m/s . La velocidad del sonido varía en función del medio en el que se trasmite. Así un cuerpo que se mueve en el aire a Mach 2 avanza a dos veces la velocidad del sonido en esas condiciones, independientemente de la presión del aire o su temperatura.

3.2. Cualidades del sonido La intensidad:La intensidad es la medida de la cantidad de energía acústica que lleva un sonido. La intensidad a su vez viene determinada por la potencia, que a su vez está determinada por la amplitud y nos permite distinguir si el sonido es fuerte o débil.

La unidad con que se mide la intensidad de los sonidos que percibimos es el decibelios (db), esta cualidad la medimos con el sonómetro.

El timbre: El timbre de un sonido es la cualidad con la cual podemos distinguir dos sonidos de igual frecuencia e intensidad emitidos por dos focos sonoros diferentes.

El timbre se debe a que generalmente un sonido no es puro y depende principalmente del espectro de emisión.

La duración: Es la cualidad que determina el tiempo de vibración de un objeto. Por ejemplo, podemos escuchar sonidos largos, cortos, muy cortos, etc.

3.3. 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.

El efecto Doppler es el aparente cambio de frecuencia de una onda producida por el movimiento relativo de la fuente en relación a su observador.

Si queremos pensar en un ejemplo de esto es bastante sencillo.

3.4. Contaminación acústica Se llama contaminación acústica (o contaminación sonora) al exceso de sonido que altera las condiciones normales del ambiente en una determinada zona. Si bien el ruido no se acumula, traslada o 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.

El término "contaminación acústica" hace referencia al ruido, provocado por las actividades humanas que produce efectos negativos sobre la salud auditiva, física y mental de los seres vivos.

3.5. Aplicaciones de ondas sonoras Las ondas sonoras tienen muchas y variadas aplicaciones en la actualidad.

Música: producción de sonido en instrumentos musicales y sistemas de afinación de la escala.

Electroacústica:

tratamiento

electrónico del sonido, incluyendo la captación procesamiento amplificación, grabación,

producción.

Acústica fisiológica: estudia el funcionamiento del aparato auditivo, desde la oreja a la corteza cerebral.

Acústica fonética: análisis de las características acústicas del habla y sus aplicaciones.

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.

4. La luz: Una onda transversal 4.1. Naturaleza de la luz La naturaleza física de la luz ha sido uno de los grandes problemas de la ciencia. Desde la antigua Grecia 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 en el siglo XVIII defendió esta idea, suponía que la luz estaba formada por corpúsculos lanzados a gran velocidad por los cuerpos emisores de luz. Escribió un tratado de Óptica en el que explicó multitud de fenómenos que sufría la luz.

4.2. Propagación de la luz La luz se puede propagar en el vacío o en otros medios. La velocidad a la que se propaga depende del medio. En el vacío (o en el aire) es de 3·10 8 m/s; en cualquier otro medio su valor es menor. Esta velocidad viene dada por una magnitud llamada índice de refracción, n, que es la relación entre la velocidad de la luz en el vacío y la velocidad en ese medio. No tiene unidades y su valor es siempre mayor que 1, es el índice de refracción, c es la velocidad de la luz en el vacío y v es la velocidad de la luz en el medio (ambas en m/s). Según su comportamiento ante la luz, los medios se pueden clasificar en: transparentes, opacos y translúcidos.

4.3. Reflexión de la luz Al igual que las ondas sonoras, la luz se refleja cuando incide sobre un medio material.

Se distingue dos tipos de reflexión: Reflexión especular: la luz se refleja sobre una superficie pulimentada, como un espejo.

Reflexión difusa: la luz se refleja sobre una superficie rugosa y los rayos salen rebotados en todas direcciones.

4.4. 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. 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. El fenómeno de la refracción va, en general, acompañado de una reflexión, más o menos débil, producida en la superficie que limita los dos medios transparentes. El haz, al llegar a esa superficie límite, en parte se refleja y en parte se refracta, lo cual implica que los haces reflejado y refractado tendrán menos intensidad luminosa que el rayo incidente.

Las leyes de la refracción Al igual que las leyes de la reflexión, las de la refracción poseen 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.

Recordando que índice de refracción y velocidad son inversamente proporcionales la segunda ley de la refracción se puede escribir en función de los índices de refracción en la forma:

4.5. Dispersión de la luz. Espectro Cuando se interpone un prisma de cristal o de otro material transparente en la trayectoria de un rayo solar, se observa lo siguiente: La luz blanca que llega al prisma se refracta y emerge formando una serie de bandas de colores diferentes. Este fenómeno se denomina dispersión o descomposición de la luz.

La descomposición de la luz blanca fue descubierta por Newton en 1666.

Al proyectarse sobre una pantalla las bandas de color que emergen del prisma, se observa los colores: rojo, anaranjado, amarillo, verde, azul,añil y violeta.

Esta secuencia de bandas de colores se denomina espectro solar.

Esto nos indica que la luz no es simple, sino que está compuesta por luces de diversos colores.

Características de los colores Observando el espectro solar vemos que el rayo menos desviado es el rojo y el que más se refracta es el violeta, esto se debe a que las distintas radiaciones que atraviesan el prisma lo hacen con velocidades diferentes.

De acuerdo a la teoría de Huygens, la luz es de naturaleza ondulatoria, Por lo tanto su velocidad de propagación es: Se ha podido comprobar que: A menor frecuencia o mayor longitud de onda, corresponde menor refracción y viceversa.

La velocidad de la luz varía al pasar de un medio a otro, habiéndose comprobado que su frecuencia no varía y sí lo hace su longitud de onda.

Por lo tanto un color tiene distintas longitudes de onda en el agua, vidrio, aire pero igual frecuencia en todos.

Cuando la luz está constituida por ondas de igual frecuencia se denomina monocromática (de un mismo color) como por ejemplo la luz azul, roja, verde, etc.

4.6. El espectro electromagnético Se denomina 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.