VIBRACIONES Y ONDAS
ENTORNO CONSTRUCTIVISTA DE APRENDIZAJE
ESPACIO DE MANIPULACIÓN
MOVIMIENTO ARMÓNICO SIMPLE
OSCILADOR LIBRE
PERIODO DEL MAS (2) (SISTEMA
MUELLE-MASA)
PERIODO, AMPLITUD Y
CONDICIONES INICIALES (FRECUENCIA Y FRECUENCIA ANGULAR)
ECUACIÓN DE MOVIMIENTO
DEL MAS (1) (FASE INICIAL)
ECUACIÓN DE MOVIMIENTO DEL MAS (2)
(DETERMINACIÓN)
VELOCIDAD Y ACELERACIÓN
EN EL MAS
COMPOSICIÓN
DE MOVIMIENTOS ARMÓNICOS SIMPLES
¿QUÉ FUERZA
PROVOCA EL MAS? (1) (MUELLE)
¿QUÉ FUERZA
PROVOCA EL MAS? (2) (OTROS MAS)
CARACTERIZACIÓN
ENERGÉTICA DEL OSCILADOR LIBRE
OSCILADOR AMORTIGUADO
OSCILADOR AMORTIGUADO ¿SON
ARMÓNICAS LAS OSCILACIONES AMORTIGUADAS? (PERIODO)
OSCILADOR AMORTIGUADO ¿QUÉ
OCURRE CON SU ENERGÍA?
OSCILADOR FORZADO
OSCILADOR FORZADO. RESONANCIA
(1)
OSCILADOR FORZADO. RESONANCIA
(2)
DE LAS OSCILACIONES A LAS ONDAS
MOVIMIENTO ONDULATORIO
DESCRIPCIÓN MATEMÁTICA
DEL MOVIMIENTO ONDULATORIO (1). (FUNCIÓN DE ONDA)
DESCRIPCIÓN
MATEMÁTICA DEL MOVIMIENTO ONDULATORIO (2). (FUNCIÓN
DE ONDA ARMÓNICA)
SUPERPOSICIÓN DE
ONDAS ARMÓNICAS. INTERFERENCIA
PROPIEDADES
DE LAS ONDAS REFLEXIÓN Y REFRACCIÓN(1)
PROPIEDADES
DE LAS ONDAS REFLEXIÓN Y REFRACCIÓN(2)
HERRAMIENTAS COGNITIVAS
MOVIMIENTO ONDULATORIO
REFLEXIÓN Y REFRACCIÓN (1)
¿Qué ocurre cuando un movimiento ondulatorio alcanza la superficie que separa dos medios?
Este applet de Hwang se detiene si hace clic con el botón derecho del ratón. Si seguidamente hace clic con el botón izquierdo, la simulación avanza poco a poco. Para modificar el ángulo de incidencia basta con hacer clic sobre el punto negro y arrastarlo hata la posición deseada.
El principio de Huygens permite entender el fenómeno. Cuando los puntos de la superficie son alcanzados por las ondas, se convierten en emisores de nuevos frentes de ondas secundarias. Si éstas permanecen en el mismo medio se produce la reflexión. Si cambian de medio se produce la refracción.
Haga uso del Principio de Huygens para explicar cualitativamente el cambio de dirección que experimentan las ondas al pasar de un medio a otro
El tratamiento cuantitativo de estos fenómenos es sencillo y suele hacerse introduciendo un nuevo concepto, el índice de refracción (n).
n1v1= n2v2
n2/n1 = v1/v2
La relación entre los índices de refracción es inversa a la relación entre las velocidades de propagación.
Como la luz viaja 1,33 veces más rápida en el vacío que en el agua, el índice de refracción del agua es 1,33 veces mayor que el del vacío. Al tomarse este último arbitrariamente igual a la unidad, se dice que el agua tiene un índice de refracción 1,33 (aunque realmente sea una medida relativa)
El siguiente applet le permite comprobar la Ley de Snell de la refracción
Seleccione los medios que desee. Anote diversos ángulos de incidencia y de refracción.
Represente sen θ1 frente a sen θ2 y obtenga la recta de mejor ajuste (Haga uso de una hoja de cálculo)
¿Qué significado físico tiene la pendiente de esa recta?
REFLEXIÓN
θ1 = θ3
REFRACCIÓN
v2 sen θ1 = v1 sen θ2
n1 sen θ1 = n2 sen θ2
REFLEXIÓN TOTAL
En el primer applet habrá observado que cuando el sonido viaja por el aire y alcanza la superficie del agua tiene muchas posibilidades de ser reflejado, sólo cuando el ángulo de incidencia es suficientemente pequeño, el sonido deja el aire y entra en el agua. Lo mismo ocurre cuando la luz pasa del diamante (por ejemplo) al aire.
Use el applet para determinar el valor del ángulo de incidencia a partir del cual el sonido pasa del aire al agua, o la luz del diamante al aire.
El fenómeno que ha observado se denomina reflexión total y el ángulo (ángulo límite o crítico) a partir del cual se produce es de interés en muchos casos.
¿Puede sufrir reflexión total un rayo de luz al pasar del aire al agua?
¿Puede sufrir reflexión total un sonido al pasar del agua al aire?
Determine de forma general el valor del ángulo límite cuando un movimiento ondulatorio pasa desde un medio más denso (n2) a otro más ligero (n1)
CABLE DE FIBRA ÓPTICA
La fibra óptica no es más que un filamento de vidrio o plástico de espesor parecido al de un cabello por cuyo interior se desplaza un rayo de luz que transmite información desde un extremo y otro. Con ella se establecen conexiones muy rápidas que son utilizadas por la televisión, telefonía, etc.
Vemos la luz en el extremo de la fibra pero no a lo largo de ella
¿Por qué no se escapa el haz de luz del interior de la fibra óptica?
La pregunta tiene su interés porque al establecer el cableado de un edificio hay que tomar muchas curvas con la fibra óptica.
El haz de luz sufre reflexiones totales continuamente
¿Puede explicar por qué el agua sirve de canal para la luz en la siguiente imagen?
OTROS CASOS DE REFLEXIÓN Y REFRACCIÓN
El niño puede ver el pez, pero éste no a su cazador
¿Por qué?
Si por la noche encendemos una linterna en el interior del agua, desde fuera se observa un círculo de luz en la superficie del agua. En torno a él todo está oscuro.
¿Por qué?
Desde fuera la piscina parece menos profunda de lo que es realmente
¿Por qué?
Desde cierta distancia no vemos la moneda que está en el interior del cuenco porque nos lo impide su propia pared. Sin embargo si alguien vierte agua en el cuenco, sin movernos, sí veremos la moneda.
¿Por qué?
¿POR QUÉ SE DESCOMPONE LA LUZ AL PASAR POR EL PRISMA?
Con ayuda del siguiente applet podrá observar las sucesivas refracciones que tienen lugar en el prisma.
Puede seleccionar entre tres tipos de prisma. Si elige Changeable podrá modificar libremente su forma haciendo clic con el botón izquierdo del ratón en cualquiera de sus vértices. Puede rotar el prisma haciendo clic con el botón derecho del ratón sobre cualquiera de sus vértices. Si hace clic sobre el punto en que el rayo de luz atraviesa una cara del prisma, el applet le informa de los ángulos de incidencia y refracción correspondientes. Puede desplazar el prisma haciendo click con el boton izquierdo sobre la cruz central amarilla.
En determinadas condiciones, cuando la luz blanca pasa por el interior de un prisma se descompone
¿Por qué?
En un medio no dispersivo (vacío) la velocidad de las ondas no depende de la frecuencia ni de la longitud de onda. En los medios dispersivos (como el vidrio) esa simplificación hemos de olvidarla.
La velocidad de la onda depende de su frecuencia, por tanto un movimiento ondulatorio como la luz blanca, compuesto de otros (cada uno con su frecuencia característica), ha de sufrir algunos cambios cuando atraviesa el vidrio.
¿Cuáles?
Explique razonadamente la desviación que sufren los colores primarios de la luz blanca cuando ésta atraviesa un prisma.
¿Cuál de los colores que forman la luz blanca se desviará más y cuál menos?
¿Por qué al atardecer o al amanecer, cuando el Sol se está ocultando tras el horizonte, lo vemos de color rojizo?