Portada » Física » Energia de la onda
Una onda supone la propagación a través de un medio de una perturbación. La perturbación propagada consiste en el cambio de alguna propiedad física del medio. Para el caso de las ondas que se propagan en el vacío, la propiedad propagada son las intensidades de campos eléctricos y magnéticos mutuamente perpendiculares. Las ondas no transportan materia pero si energía.
Las ondas se pueden clasificar según dos criterios: según su naturaleza y según su dirección de propagación.Según el primer criterio las ondas se dividen en Ondas Mecánicas y Ondas Electromagnéticas.Ondas Mecánicas: necesitan un medio natural para la propagación de la onda. La energía propagada en todos estos casos es de tipo mecánico: asociada a la velocidad de las partículas del medio y a la deformación elástica del mismo.
las ondas electromagnéticas (OEM) no necesitan un medio natural para su propagación. De hecho se propagan por el vacío.Según el segundo criterio se dividen en Ondas Transversales y Ondas Longitudinales.
la dirección de propagación de la onda es perpendicular a la dirección de vibración de las partículas del medio.
las direcciones de propagación de la onda y de vibración de las partículas del medio coinciden.
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a) Para las ondas mecánicas, que necesitan un medio material para su propagación, supondremos un medio perfectamente elástico: en este medio la onda se propaga sin perder energía.El medio en el que se propaga una onda influye en su velocidad de propagación. Consideremos algunos casos.-
depende de la tensión y de la densidad lineal.-
la propagación del sonido en un gas es proporcional a la raíz cuadrada de la temperatura absoluta.b) Se denomina frente de ondas al lugar geométrico formado por los puntos que son alcanzados por la perturbación propagada por la onda, al mismo tiempo.Para un medio natural homogéneo isótropo los frentes de onda son esferas concéntricas, cuyo centro está ocupado por el foco emisor.Si el foco emisor está muy alejado, el radio de curvatura del frente de ondas es grande y este puede considerarse plano.
Una onda es unidimensional cuando su propagación se produce a lo largo de una única dirección.El doble signo hace referencia al sentido de propagación.
Una onda armónica cuando la perturbación propagada por la onda sigue la ecuación de un MAS. Como eje de propagación supondremos el eje OX. La onda se propaga con una velocidad v.Para escribir la ecuación de propagación de una onda armónica debemos recordar ciertas magnitudes del MAS y definir otras nuevas.Fase de vibración: es el argumento de la función seno (wt+-kx). Es frecuente que aquí aparezca una constante (đ rad), llamada desfase. El valor de este esta relacionado con la perturbación propaga en t=0 s y x=0 m.A: Amplitud. Máximo valor de la perturbación propagada. Se mide en las unidades de perturbación.w: Frecuencia angular. Se mide en rad/s.v: Velocidad de propagación de las ondas. Se mide en m/s.T: Periodo. El periodo es el tiempo utilizado por una partícula en realizar una oscilación completa. Se mide en s.λ: Longitud de onda. Se mide en m. en un instante dado, la longitud de onda es la distancia mínima que separa a dos puntos en idéntico estado de vibración.k: Numero de ondas. Se mide en m-1.
Una onda transporta energía desde el foco emisor al medio. Para caracterizar la propagación de energía se define la magnitud intensidad de una onda (I).La intensidad de una onda en un punto, es la energía que pasa por unidad del tiempo por la unidad de superficie situada perpendicularmente a la dirección propagada. Amortiguación
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conforme una onda se va alejando del foco emisor, su intensidad va disminuyendo. Disminuye la amplitud de la onda. Tiene llugar a cabo por dos mecanismos:
cuando el medio por el que se propaga la onda no es ideal, parte de la energía de la onda se transmite a las partículas del medio, aumentando la t del mismo.
Supone la disminución de la intensidad de una onda, con independencia de la naturaleza del medio, por el alejamiento del foco emisor: la energía transportada por la onda debe repartirse en un frente cada vez mayor, lo que origina la disminiucion de la intensidad.
Cuando dos o más ondas de la misma naturaleza atraviesan una misma zona del espacio simultáneamente, las ondas se superponen: el valor de la perturbación propagada en un punto x y en un instante t es la suma de las perturbaciones calculadas para cada onda.El término interferencia se utiliza para referirnos a los fenómenos físicos que resultan de suponer dos o más ondas.Las condiciones necesarias para la superposición de dos ondas de la misma naturaleza son: idéntica amplitud, frecuencia, longitud de onda, velocidad de propagación, numero de ondas y frecuencia angular.