FENÓMENOS ONDULATORIO ACÚSTICOS Y ÓPTICOS

REFERENTES CONCEPTUALES

Ondas: tipos, clasificación y medios de propagación de ondas, Principios del movimiento ondulatorio, Fenómenos ondulatorios de luz y sonido, Cualidades del sonido y la luz

APRENDIZAJES (DBA): Comprende la naturaleza de la propagación del sonido y de la luz como fenómenos ondulatorios (ondas mecánicas y electromagnéticas, respectivamente).

SECUENCIA DIDÁCTICA

TAREA 1 Explica y clasifica los diferentes tipos de ondas sonido y luz según el medio de propagación (mecánicas y electromagnéticas) y la dirección de la oscilación (longitudinales y transversales). a través de una secuencia de actividades y aporte docente

TAREA 2 :1 -Aplica el conocimiento adquirido, proyectados a profundizar a través de trabajos prácticos (proyecto) que le permiten realizar la devolución creativa.

DEVOLUCIÓN CREATIVA: Presenta y expone su proyecto materializado, explicando detalladamente en proceso de aprendizaje adquirido tanto en la tarea 1 y 2.

FENÓMENOS ONDULATORIO ACÚSTICOS Y ÓPTICOS

OBJETIVOS DE FORMACIÓN

Identifico las relaciones entre frecuencia, amplitud, velocidad de propagación y longitud de onda en diversos tipos de ondas mecánicas

ONDAS

En la siguiente figura se puede observar la propagación de una perturbación en la superficie del agua (a) y un corte transversal de la misma (b).Las líneas que se observan en la figura unen todos los puntos de la superficie del agua que se encuentran, en ese instante, en el mismo estado de vibración.

Cada una de estas líneas se denomina frente de onda. Cuando la propagación sucede a lo largo de la superficie del medio, se producen frentes de onda planos. Si se presenta una perturbación en un punto de la superficie del medio, se generan frentes de onda circulares. Estos movimientos que se producen a través de un medio material de propagación se denominan movimientos ondulatorios. En un movimiento ondulatorio se difunde energía entre dos puntos del medio sin que haya transporte de materia. Según el medio de propagación, las ondas se clasifican en ondas mecánicas y ondas electromagnéticas. Ondas mecánicas: las ondas mecánicas difunden energía a través de un medio elástico (sólido, líquido o gaseoso). Por ejemplo, las ondas en las cuerdas, en el agua y las sonoras. Ondas electromagnéticas: las ondas electromagnéticas se propagan en el vacío. Difunden energía por las oscilaciones de campos eléctricos y campos magnéticos. Por ejemplo, la luz, la radiación ultravioleta y los rayos X.

ONDAS PERIÓDICAS

Al tomar una cuerda estirada y aplicarle un movimiento vertical en uno de sus extremos, se genera un pulso que viaja a través de la cuerda.  Cada partícula de la cuerda permanece en reposo hasta cuando el pulso llega hasta ella, donde se mueve durante un instante y regresa al reposo (como se muestra a continuación en la parte a de la figura). Si se mantiene constante el movimiento en el extremo de la cuerda, la propagación a lo largo de la cuerda

será periódica y producirá un tren de ondas (b). Cuando la perturbación local que origina la onda se produce en ciclos repetitivos, se dice que la onda es periódica.

Si el movimiento de la perturbación es armónico simple y no existe amortiguamiento, la onda que se propaga se denomina onda armónica. Para estudiar los fenómenos relacionados con movimientos ondulatorios se pueden hacer representaciones de las ondas, como la que se muestra en la figura. en ella se observan las siguientes características:

A. LA LONGITUD DE ONDA (L): es la distancia entre dos puntos en los que empieza a repetirse al movimiento; por ejemplo, entre dos crestas (puntos altos de la onda) o entre dos valles (puntos bajos de la onda). Cuando la onda se propaga, hay puntos, como P y Q (figura 2), que en todo instante tienen el mismo estado de vibración, es decir, están en fase.

B.LA AMPLITUD DE ONDA (A): es la distancia máxima que alcanza una partícula con respecto a su posición de equilibrio.

C. LA FRECUENCIA (F): es el número de ondas generadas en la unidad de tiempo. Al igual que en el movimiento armónico simple, su unidad en el SI es el hercio (Hz).

D.EL PERÍODO (T): es el tiempo en el cual se produce una onda, que coincide con el tiempo que tarda un punto en dar una vibración completa.

E.LA VELOCIDAD DE PROPAGACIÓN (V): es la velocidad con la que se desplaza la perturbación por el medio. Depende de la elasticidad y de la rigidez del medio.

Como la onda se desplaza una longitud de onda en el tiempo de un período T, la velocidad de propagación es constante y se expresa: En todos los movimientos periódicos el período y la frecuencia se relacionan de la siguiente manera: Al remplazar esta expresión en la ecuación de velocidad de propagación, obtenemos que la velocidad de propagación es: Por lo tanto, la velocidad de propagación de las ondas, en todas las direcciones, tiene el mismo valor y su magnitud depende del medio de propagación. Por ejemplo, las ondas sonoras se propagan en el agua a una velocidad de 1.500 m/s y en el aire a 340 m/s.