Ondas en general y efecto doppler

Ondas

Una onda es una perturbación que sepropaga desde el punto en que seprodujo, a través del espaciotransportando energía y no materia.El medio perturbado puede ser denaturaleza diversa como aire, agua, untrozo de metal, el espacio o el vacío.

El tipo de movimiento característico de las ondas se denominamovimiento ondulatorio. Es un proceso por cual se propaga energía deun lugar a otro sin transferencia de materia, mediante ondasmecánicas o electromagnéticas. En cualquier punto de la trayectoria depropagación se produce un desplazamiento periódico, u oscilación,alrededor de una posición de equilibrio. Las partículas constituyentesdel medio oscilan en torno a su posición de equilibrio y sólo la energíaavanza de forma continua.

Clasificación de las ondas:• Según el medio en el que se propagan:- Ondas mecánicas- Ondas electromagnéticas- Ondas gravitatacionales• En función de su propagación:- Unidimensionales- Bidimensionales o superficiales- Tridimensionales o esféricas• En función de la dirección de perturbación:- Ondas longitudinales- Ondas transversales• En función de su periodicidad- Periódicas- No periódicas

En función del medio en que se propaganOndas mecánicas• necesitan un medio elástico(sólido, líquido o gaseoso) parapropagarse.• Las partículas del medio oscilanalrededor de un punto fijo, porlo que no existe transporte netode materia a través del medio.Como en el caso de una alfombrao un látigo cuyo extremo sesacude, la alfombra no sedesplaza, sin embargo una ondase propaga a través de ella.• Dentro de las ondas mecánicastenemos las ondas elásticas, lasondas sonoras y las ondas degravedad.Onda propagada en agua

•Ondas electromagnéticas•se propagan por el espacio sin necesidad de un medio, pudiendopor lo tanto propagarse en el vacío.

•Ondas gravitacionales•son perturbaciones que alteran la geometría misma del espaciotiempoy aunque es común representarlas viajando en el vacío,técnicamente no se puede afirmar que se desplacen por ningúnespacio, sino que en sí mismas son alteraciones del espacio-tiempo.

•En función de su propagación o•frente de onda•Ondas unidimensionales•son aquellas que se propagan a lo largo de una sola dirección delespacio, como las ondas en los resortes o en las cuerdas.

•Ondas bidimensionales o superficiales•Son ondas que se propagan en dos direcciones. Puedenpropagarse, en cualquiera de las direcciones de una superficie, porello, se denominan también ondas superficiales.•Un ejemplo son las ondas que se producen en una superficielíquida en reposo cuando, por ejemplo, se deja caer una piedra enella.

•Ondas tridimensionales o esféricas•Son ondas que se propagan en tres direcciones.•Sus frentes de ondas son esferas concéntricas que salen de lafuente de perturbación expandiéndose en todas direcciones.

•En función de la dirección de laperturbación•Ondaslongitudinales•La perturbación se producede manera paralela a ladirección de propagación dela onda.•Ejemplosun resorte que se comprimeda lugar a una onda•ondas sonoras, laperturbación es unacompresión o descompresióndel aire

•Ondastransversales•La perturbación es ensentido perpendicular a ladirección de propagación.•Es el caso de las ondas quese generan al agitar unacuerda y las ondaselectromagnéticas.

En función de su periodicidad•Ondas periódicas•la perturbación local que las origina se produce en ciclos repetitivospor ejemplo una onda senoidal.

•Ondas no periódicas•la perturbación que las origina se da aisladamente o, en el caso deque se repita, las perturbaciones sucesivas tienen característicasdiferentes. Las ondas aisladas se denominan también pulsos.

PARÁMETROS DE UNA ONDA• Longitud de onda: (λ) Es la distancia entre dos puntos equivalentes deuna onda. También se define como la distanciarecorrida por la onda en un tiempo igual a superíodo T. Se denomina con el símbolo λ (lambda).longuitud de onda

Frecuencia: (f)Es el número de oscilacionescompletas o ciclos porsegundo que sufre un puntodel medio de propagación.La frecuencia está relacionadacon la longitud de onda demaneraLa frecuencia se mide en Hertz(Hz). Un hertz es igual a unaoscilación por segundo. Larelación matemática de lafrecuencia con la longitud deonda es:f =vλDonde v es la velocidad de laonda en el medio.Inicio delcronometradoTiempo=0sFin delcronometradoTiempo=1sEn el ejemplo la frecuencia es de un Hertz

Período: (T)Es el intervalo de tiempo entredos puntos equivalentesconsecutivos de la onda. Estoes lo mismo que un ciclocompleto de la perturbación.Se representa con la letra T.El período está relacionado conla frecuencia mediante lasiguiente fórmula:Inicio delcronometradoT=1fFin delcronometrado

Velocidad: (v)• Es el desplazamiento de unaonda en una unidad de tiempo• Depende de las propiedadesdel medio.v=et=λTInicio delcronometradov=λ1T=λf

Amplitud: (A) Es el valor de la máxima perturbación quealcanza un elemento del medio respecto de suposición de equilibrio. Aquellos lugares donde laperturbación es máxima se denominan picos ovalles, y donde es mínima se denominan nodos.

Fenómenos de OndasREFLEXIONEsta propiedad se da cuando una onda choca con otro objeto ollega a una frontera con otro medio, a los cuales no puedeatravesar y se desvía, al menos en parte, otra vez hacia el mediooriginal.

InterferenciaCuando dos ondas se encuentran en una misma regióndel espacio, sus componentes se suman y dan comoresultado una nueva función de onda.La perturbación de cualquier punto del medio en el cualse interfieren las ondas, será la suma algebraica de lasperturbaciones de todas las ondas que se encuentrenen ese punto.Este efecto es característico del movimientoondulatorio, no existe ningún caso análogo en el que dospartículas se encuentren en el mismo lugar del espacio.

Interferencia Constructiva:Las ondas se encuentran en fase, por lo tanto lascrestas y los valles de ambas se superpondrán, y daráncomo resultado una onda de mayor amplitud que lasprimeras.

Interferencia DestructivaLas ondas se encuentran relativamente fuera de fase, y porlo tanto las crestas de una se superpondrán con los valles dela otra. La onda resultante tendrá una amplitud menor que lamayor amplitud de todas las ondas.

En un caso extremo, dos ondas de igual amplitud yfrecuencia se encontrarán totalmente desfasadas,dando como resultado una cancelación de ambas.Onda 1Onda 2Resultante

Efecto DopplerCONDICIÓN: tiene lugar cuando la fuente de ondas y elobservador están en movimiento relativo con respecto al mediomaterial en la cual la onda se propaga, la frecuencia de las ondasobservadas es diferente de la frecuencia de las ondas emitidaspor la fuente.Los sonidos cambian -> efecto Doppler.Las ondas de sonido que se mueven hacia dondenos encontramos son ondas comprimidas,mientras que las ondas que pasan, estánextendidas.

Efecto Doppler en fòrmulas