Fenómenos ondulatorios

1) Reflexión-Refracción.

Cuando una onda llega a la superficie de separación de dos medios distintos (distintas velocidades de propagación) , se producen dos fenómenos muy importantes, ya que parte de la energía que lleva la onda pasa al segundo medio y parte de la energía permanece en el mismo medio.La primera fracción de la onda se refracta y la segunda se refleja.

Estos fenómenos, la reflexión y la refracción, cuando se producen en dos o tres dimensiones vienen acompañados de unos cambios en la dirección de propagación.

En el estudio de la propagación de una onda aparecen una serie de fenómenos como la reflexión, la refracción y la difracción, que pueden explicarse fácilmente analizando el paso de un frente de onda al siguiente.

Christian Hüygens (1629-1695) visualizó una construcción geométrica para pasar de una superficie de onda a otra, que constituye el Principio de Hüygens.

Supón, por sencillez, que las ondas que se propagan son ondas planas (el frente de onda es un plano) y que la superficie de separación entre los medios es un plano. (Las leyes siguen siendo válidas cuando el frente de onda no es un plano, y la superficie de separación entre los medios.

Principio de Hüygens

Cuando el movimiento ondulatorio alcanza los puntos de un frente de onda, cada partícula del mismo, se convierte en una fuente de ondas secundarias que alcanzan a las sucesivas partículas del medio.

El siguiente frente de onda será la superficie envolvente de todas las ondas secundarias.

La repetición del proceso da como resultado la propagación de la onda a través del medio.

En este principio se considera que la amplitud de las ondas secundarias no es uniforme en todas las direcciones, sino que varía continuamente desde un máximo en la dirección y sentido de propagación de la onda hasta un mínimo en sentido opuesto.

Principio de Hüygens

Cuando el movimiento ondulatorio alcanza los puntos de un frente de onda, cada partícula del mismo, se convierte en una fuente de ondas secundarias que alcanzan a las sucesivas partículas del medio.

El siguiente frente de onda será la superficie envolvente de todas las ondas secundarias.

La repetición del proceso da como resultado la propagación de la onda a través del medio.

En este principio se considera que la amplitud de las ondas secundarias no es uniforme en todas las direcciones, sino que varía continuamente desde un máximo en la dirección y sentido de propagación de la onda hasta un mínimo en sentido opuesto.

2) Difracción.

Con el nombre de difracción se conoce un fenómeno característico del movimiento ondulatorio. La difracción se observa cuando una onda en su propagación se encuentra con un obstáculo cuyas dimensiones son comparables a su longitud de onda. El obstáculo puede ser una pantalla con una abertura pequeña, un pequeño objeto o un borde de un objeto.

Debido a la difracción, las ondas se extienden alrededor de los obstáculos interpuestos en su camino. En la imagen puedes observar que la onda plana que llega al orificio (rendija), se convierte en circular llegando así a los puntos situados detrás de la pantalla.

Para explicar este fenómeno puedes utilizar el principio de Hüygens. Al llegar la onda a la rendija, los puntos correspondientes del frente de ondas se convierten en focos emisores de ondas secundarias. Los nuevos frentes de onda tendrán una forma u otra dependiendo del tamaño de la rendija. Cuando la abertura es de un tamaño comparable a la longitud de onda, el fenómeno de la difracción adquiere una mayor importancia.

Ejercicio:

En esta página de la Universidad Complutense de Madrid, veamos ejemplos de difracción en la vida cotidiana. Explica porque nuesatras pestañas producen el fenómeno de difracción.

Pon tres ejemplos de difracción en la vida diaria, y acompáñalos de una foto, no olvides explicar el fenómeno físico y cómo se ve en tu foto.