Ondas

El apunte se encuentra disponible para su descarga.

Ondas Transversales

Cuando uno analiza una onda transversal, suele resultar fácil graficar la posición de cada porción del medio en un instante dado (alcanza con pensar una cuerda que esta siendo oscilada y describir que forma toma). Pero cuando uno quiere analizar la posición de una porción del medio a lo largo del tiempo, resulta más difícil. Para colaborar en el entendimiento de dicha representación, se sugiere observar el siguiente video:

Ondas Longitudinales

El sonido es una onda longitudinal. A continuación se observa una animación del movimiento molecular provocado por un parlante en un tubo, donde se observa la que la onda es longitudinal.

El siguiente video realizado por docentes del IPS, muestra como se puede graficar una onda longitudinal de igual forma que lo hacíamos con las ondas transversales.

Una forma de observar las ondas sonoras (aunque con algunas particularidades que exceden nuestro curso) es con el tubo de Rubens. El mismo, consiste de un tubo que se llena con gas, y que tiene muchas perforaciones a lo largo del mismo que hacen de mecheros. En un extremo, se le coloca un parlante, y se observa así:

Fenómenos de Onda

Reverberación

Si desea escuchar un audio que muestra la reverberación, puede hacer click aquí.

Interferencia
Aquí debajo se observa una animación donde se ve la interferencia constructiva de dos pulsos (el azul y el rojo). Observen que cuando hay interferencia se dibuja en líneas de punto la forma de cada onda individualmente.
La interferencia es un fenómeno que cuesta entender. Por este motivo, sugerimos la siguiente simulación. Esta simulación es de desarrollo propio, cualquier error o sugerencia comunicarse con Germán Blesio.
Difracción
Simulación que permite observar difracción a través de una abertura en una cubeta de onda: click aquí.
Con la llegada de los satélites, los humanos hemos empezado a fotografiar la Tierra. Eso permitió ver cierto fenómenos, como ser la difracción. Se puede observar la difracción de las olas internas del océano atlántico (fenómeno aún en investigación) en el estrecho de Gibraltar en fotografías tomadas por la Agencia Espacial Europea (ESA). Para observarlas haga click aquíaquíaquí o aquí. Se puede leer más sobre olas oceánicas internas en una sección del sitio de la ESA (en inglés). A continuación una de las imágenes obtenidas por la NASA (link1link2), donde a la izquierda se ve el fenómeno en la atmósfera (más imágenes). Puede encontrar una explicación en español por estudiantes y docentes de la Universidad de Buenos Aires haciendo click aquí.

Efecto Doppler

El efecto Doppler se puede escuchar cotidianamente. En los siguientes videos de YouTube se puede notar el efecto para una ambulancia, un avión y autos de Fórmula 1.

 

A continuación hay 4 animaciones sobre el efecto Doppler (para verlas hay que hacer click en ellas). Todas fueron extraidas bajo licencia Creative Commons de la página en inglés de wikipedia. En la primera animación tenemos una imagen de como avanzan los frentes de ondas cuando la fuente está en reposo. En la segunda se puede observar el efecto Doppler cuando la fuente se mueve a una velocidad menor a la velocidad de propagación de la onda en ese medio. La tercera animación muestra que sucede en el caso en que la fuente se mueva a la misma velocidad que la velocidad de propagación, mientras que la última es el caso en que la velocidad de la fuente es mayor a la velocidad de propagación. Complementen las animaciones con el apunte y las explicaciones en clases.

 

También uno puede observar dinámicamente el efecto Doppler descargando la aplicación Java que permitió generar las animaciones anteriores haciendo click aquí (requiere Java). Esta versión permite escuchar la llegada de los frentes de onda (no simula los cambios de frecuencia percibidas, sólo realiza un sonido al alcanzar un frente de onda al observador). Una versión más sencilla (pero también en inglés) se puede encontrar aquí.

Efecto Doppler – Ondas de Choque

Bala viajando a Mach 2.45 (Imagen cortesía de Dan Russell)

FA-18 Hornet rompiendo la barrera del sonido (Wikipedia)


Resonancia