9. Movimiento ondulatorio


Corresponde a la sesión de GA 4.9 CURVAS NO PELIGROSAS

Si se arroja una piedra en la superficie de un estanque de agua, se observa que a partir del punto donde cae se forman una serie de ondas en forma de círculos concéntricos, los cuales avanzan hacia la orilla a gran velocidad.

Sin embargo, si se colocan algunos cuerpos flotantes como corchos o trozos de unicel, será evidente que estos sólo subirán o bajarán mientras se efectúa el movimiento, es decir, las partículas del agua sólo se moverán con respecto a su posición de equilibrio original.

Si los corchos están arriba, el agua estará arriba de su nivel de reposo; esos círculos se llaman crestas.

Si los corchos se encuentran abajo, el agua estará por debajo de su nivel de reposo, y estos círculos se denominan valles.

La distancia comprendida entre cresta y cresta o valle y valle se denomina longitud de onda.

Ahora bien, los círculos consecutivos se encuentran a la misma distancia, es decir, son equidistantes, y al punto en donde se produjo la perturbación del medio y de donde salen las ondas con velocidad constante se le llama centro emisor de las ondas.

Cuando las partículas vibran cortando la línea de la dirección en que se propaga el movimiento ondulatorio, se dice que se trata de un movimiento ondulatorio transversal. Es así como se transmiten la luz y el movimiento ondulatorio en el agua.

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Al transmitirse el movimiento ondulatorio en el aire, dicho movimiento da origen a la formación de zonas de compresión y de dilatación. Esto se puede comprobar de la siguiente manera: si se tiene un tubo de metal o de madera abierto por sus dos extremos y frente a uno de ellos se coloca un cuerpo en vibración como una lámina o un diapasón, la lámina, al acercarse al tubo, producirá una compresión en las partículas de aire que se encuentran frente a ella, éstas comprimirán las siguientes y en fracción de segundos se formará una zona de compresión en las paticulas de aire que se encuentra frente a ella, estas comprimirán las siguientes y en fracción de segundos se formará una zona de compresión al extremo de tubo. En seguida, la lámina generará otro movimiento, alejándose del tubo, y producirá un movimiento a la inversa, el cual provocará que las partículas que se hallen frente al mismo se muevan en sentido contrario al primer movimiento, haciendo que las partículas que siguen también se muevan, lo que dará lugar a una zona de dilatación. De esta manera, a lo largo del tubo avanzarán una serie de zonas de compresión y de dilatación, en forma alterna.

La distancia entre una zona de compresión y otra zona de compresión o de las dos zonas de dilatación consecutivas se llama longitud de onda. Las zonas de compresión y de dilatación avanzan con velocidad constante y son equidistantes entre sí. Sin embargo, cada partícula de aire sólo efectúa un movimiento de vaivén.

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Cuando las partículas que vibran siguen la misma dirección que la de la propagación de las ondas, se dice que se efectúa un movimiento ondulatorio longitudinal. El sonido se transmite de esta manera.

Todo movimiento ondulatorio, al transmitirse a través de líquidos, por ejemplo, presenta las siguientes características:

* Las partículas del medio de propagación oscilan alrededor de su posición de equilibrio, lo que hace que unas se muevan en un sentido y otras en sentido contrario; la combinación de ellos genera la impresión de que las ondas avanzan alejándose del centro emisor.

* La posición más alta con respecto a la posición de equilibrio se llama cresta.

* La posición más baja con respecto a la posición de equilibrio se llama valle.

* El alejamiento de cada partícula con respecto a la posición de equilibrio se llama amplitud de onda.

* El periodo es el tiempo transcurrido entre la emisión de dos ondas consecutivas.

* Al número de ondas emitidas en cada segundo se le denomina frecuencia.

* La distancia que hay entre cresta y cresta, o valle y valle, o bien una zona de compresión y otra, o de dilatación y otra, se llama longitud de onda.

* Nodo es el punto donde la onda cruza la línea de equilibrio.

* Elongación es la distancia que hay, en forma perpendicular, entre un punto de la onda y la línea de equilibrio.

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Al producirse dos o más movimientos ondulatorios que pasan por el mismo medio en forma simultánea, se produce la interferencia. Si coinciden en crestas y valles y son de igual amplitud, el resultado será un movimiento con la misma longitud de onda, el mismo periodo, pero con amplitud doble. Es decir, el movimiento resultante podrá ser incrementado, disminuido o anulado cuando los movimientos interfieran entre sí.

El movimiento ondulatorio se mide por la frecuencia, es decir, por el número de ciclos que tiene por segundo. El ciclo es la unidad de frecuencia, a la cual también se le llama hertz.

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1 kilociclo equivale a 1 000 ciclos

1 megaciclo equivale a 1 000 000 ciclos

La velocidad con que se propaga el movimiento ondulatorio puede ser calculada mediante la fórmula siguiente:

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donde:

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Por Ejemplo:

¿Cuál será la longitud de onda de una estación de radio que transmite con una frecuencia de 907 kilociclos?

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