Diferencia entre revisiones de «Ondas: tipos de»

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Lo único que hace diferente una onda electromagnética de otra es su longitud ó frecuencia de onda, en el ''espectro electromagnético'' se clasifican las longitudes de estas ondas en intervalos, generalmente estos intervalos reciben nombres como:
Lo único que hace diferente una onda electromagnética de otra es su longitud ó frecuencia de onda, en el ''espectro electromagnético'' se clasifican las longitudes de estas ondas en intervalos, generalmente estos intervalos reciben nombres como:


 
'''Rayos Gamma.''' Estos rayos tienen una longitud de onda del orden de <math>〖10〗^(-11) m</math>, o menores. Los rayos gamma son ondas electromagnéticas de gran energía, se producen a causa de radiaciones nucleares causadas por la desintegración de isotopos radiactivos, es decir, son transiciones nucleares, como cuando ocurre una desintegración de partículas beta.





Revisión del 20:39 24 mar 2012

En el movimiento ondulatorio la energía y el ímpetu se mueven de un lugar a otro sin que las partículas materiales viajen, es decir, puede considerarse como un transporte de energía y cantidad de movimiento desde un punto del espacio a otro sin transportar materia, la energía y el movimiento se transportan mediante una perturbación en el medio que se propaga en el mismo.

Las ondas pueden clasificarse como uni, bi, o tridimensionales, de acuerdo con el número de dimensiones en que se propagen la energía, igualmente puede clasificarse de acuerdo al movimiento de las partículas del medio y la propagación de la onda.

Ondas mecánicas

Las ondas mecánicas son aquellas que se desplazan a través de un medio deformable o elástico, estas ondas viajan a través de un medio material. Podemos clasificar las ondas mecánicas considerando la dirección del movimiento de las partículas, con respecto a la dirección de propagación de la onda. Qqq.jpg fig(1):Las ondas mecánicas que se mueven a lo largo de la cuerda o del resorte son unidimensionales.

Ondas transversales. Esta es una onda unidimensional en la cual el movimiento de las partículas es perpendicular a la dirección de propagación de la onda, si agitas un extremo libre de una cuerda hacia arriba y hacia abajo, el movimiento de la cuerda es perpendicular a la dirección del movimiento de la onda. Las ondas que se producen en las cuerdas tensas de los instrumentos musicales y en las superficies de los líquidos son transversales así como la luz.

Ondas Longitudinales. Las ondas longitudinales también son ondas unidimensionales en las que el movimiento de la onda es un vaivén a lo largo de la dirección de propagación, la perturbación es paralela a la dirección de propagación. Cuando un resorte en tension se perturba genrando una oscilacion desde uno de los extremos, las particulas vibran paralelas a la direccion en la que viaja la onda. El sonido se compone de ondas logitudinales.

Existen ondas que no son completamente transversales ni longitudinales si no una combinacion de ambas, como las olas del agua, las particulas se mueven perpendicularmente pero tambien se deplazan paralelas a la perturbación, Estas son las ondas superficiales o rizos de agua que se forman al arrojar una piedra a un estanque tranquilo,y son bidimensionales.


Onda Armónica

Si se produce una pulsación que viaje por una cuerda estirada aplicándole un solo movimiento lateral en su extremo. Cada partícula permanece en reposo hasta que la pulsación llega hasta ella, luego se mueve durante un tiempo corto y luego permanece nuevamente en reposo. Si continuamos moviendo el extremo de la cuerda en vaiven figura 1a, produciremos un tren de ondas que viajara a lo largo de la cuerda. Si nuestro movimiento es periódico produciremos un tren de ondas periódico, donde cada partícula de la cuerda tendría un movimiento periódico. El caso especial más sencillo una onda periódica es una onda armónica, donde cada partícula experimenta un movimiento armónico simple. Realmente se producen vibraciones puramente sinusoidales en una gran cantidad de sistemas mecánicos siendo originadas por fuerzas restauradoras que son proporcionales a los desplazamientos respecto al equilibrio. En este tipo de ondas la ecuación de movimiento de un cuerpo de masa m sujeto a un muelle, está dada por,

Error al representar (error de sintaxis): m (d^2 y)/〖dx〗^2 =-kx
 

El movimiento armónico simple es un caso particular del movimiento sinusoidal, entonces la solución de la ecuación (1) se sigue como.

Error al representar (error de sintaxis): x(t)=c_1 cos⁡(t√(k/m))+c_1 sin⁡(t√(k/m))

Que se puede expresar como;

Error al representar (error de sintaxis): x(t)=C sin⁡(t√(k/m)+ρ)

Generalmente se escribe C=A, amplitud y Error al representar (error de sintaxis): ω=√(k/m) .

Error al representar (error de sintaxis): x(t)=A sin⁡(ωt+ρ)

El periodo T corresponde a un aumento de 2π en el argumento, así se observa;

Error al representar (SVG (MathML puede ser habilitado mediante un plugin de navegador): respuesta no válida («Math extension cannot connect to Restbase.») del servidor «https://en.wikipedia.org/api/rest_v1/»:): ω(t+T)+ρ=(ωt+ρ)+2π □(⇒┬.) T= 2π/ω

Donde T es el periodo, ahora en un t=0 y x(0)=x_0, la ecuación (2) se reduce a,

Error al representar (error de sintaxis): x_0=A sin⁡〖ρ_0 〗 …(3)

Derivando la ecuación (2),

Error al representar (SVG (MathML puede ser habilitado mediante un plugin de navegador): respuesta no válida («Math extension cannot connect to Restbase.») del servidor «https://en.wikipedia.org/api/rest_v1/»:): dx(t)/dt=ωA cos⁡(ωt+ρ)

Aplicando las condiciones iniciales.

Error al representar (error de sintaxis): dx(0)/dt=ωA cos⁡〖(ρ)=v_0 〗 …(4)

De las ecuaciones (3) y (4), se obtiene;

Error al representar (error de sintaxis): A^2=x_0^2+(v_0^2)/ω^2

Error al representar (SVG (MathML puede ser habilitado mediante un plugin de navegador): respuesta no válida («Math extension cannot connect to Restbase.») del servidor «https://en.wikipedia.org/api/rest_v1/»:): ρ_0=arctan⁡((ωx_0)/v_0 )


Las ondas de sonido y de luz (ondas electromagnéticas) que viajan radialmente partiendo de una pequeña fuente son tridimensionales.

Ondas electromagnéticas

Lo único que hace diferente una onda electromagnética de otra es su longitud ó frecuencia de onda, en el espectro electromagnético se clasifican las longitudes de estas ondas en intervalos, generalmente estos intervalos reciben nombres como:

Rayos Gamma. Estos rayos tienen una longitud de onda del orden de Error al representar (SVG (MathML puede ser habilitado mediante un plugin de navegador): respuesta no válida («Math extension cannot connect to Restbase.») del servidor «https://en.wikipedia.org/api/rest_v1/»:): 〖10〗^(-11) m , o menores. Los rayos gamma son ondas electromagnéticas de gran energía, se producen a causa de radiaciones nucleares causadas por la desintegración de isotopos radiactivos, es decir, son transiciones nucleares, como cuando ocurre una desintegración de partículas beta.



Imaginemos una piedra lanzada a un lago tranquilo . Los rizos circulares se esparcen hacia afuera desde el punto en que la piedra entro al agua figura 2. A lo largo de un rizo circular dado, todos los puntos estan en el mismo estado de movimiento. Esos puntos definen una superficie llamada frente de onda. Si el medio es de densidad uniforme, la direccion del movimiento de las ondas esta en angulo recto al frente de la onda. Una linea normal a los frentes de onda, que indique la dirección del movimiento de las ondas, se llama rayo.


Archivo:Img012.jpg............................fig(2)


Los frentes de onda pueden tener muchas formas. Una fuente central en la superficie del agua produce ondas bidimensionales con frentes de onda circulares y rayos que salen hacia afuera a partir del punto de la perturbación figura 2. En cambio, un palo muy largo arrojado horizontalmente al gua produciría cerca de su centro perturbaciones que viajan como lineas rectas, y cuyos rayos serían líneas paralelas. la analogía tridimensional, en la cual las perturbaciones viajan en una sola dirección, es la onda plana. En un instante dado, las condiciones son las mismas en todas partes de cualquier plano perpendicular a la dirección de propagación. Los frentes de onda son planos, y los rayos son líneas rectas paralelas figura 3. La analogia tridimensional de las ondas circulares son las ondas esféricas. Aqui, la perturbación se propaga hacia afuera en todas direcciones desde una fuente puntal de ondas. Los frentes de onda son esferas, y los rayos son líneas radiales que salen de la fuente puntual en todas direcciones figura 4. Lejos de esta fuente los frentes de onda esféricos tienen una curvatura muy pequeña, y dentro de una región limitada pueden considerarse a menudo como planos. Por supuesto, existen otras muchas formas de frentes de onda posibles.

Img011.jpg...........................................fig(3)

Se ve claramente como en la figura 3 representan frentes de onda espaciados en una longitud de onda , las flechas representan rayos y en la figura 4 representa una onda esférica en donde los frentes de onda, espaciados en una longitud de onda, son superficies esféricas y los rayos están en dirección radial.

Img010.jpg..........................................fig(4)