2n BATXILLERAT: FENÒMENS ONDULATORIS

FENMENS ONDULATORIS

FENMENS BSICSDIFRACCI

REFLEXI

REFRACCI

POLARITZACI

Per la comprensi dquests fenmens repassam alguns conceptes:

VOCABULARIFRONT DONES O SUPERFCIE DONA: lloc geomtric dels punts de lespai que es troban en el mateix estat de vibraci, s a dir, es troben en concordana de fase.Per a punts molt allunyats del focus aquests fronts es poden considerar com SUPERFCIE DONA PLANA.

RAIG: fletxa que indica la propagaci de lona (sempre perpendicular al front).

Tots aquests fenmens van ser explicats duna manera general i senzilla per un principi aplicable a tot tipus dones:

PRINCIPI DE HUYGENS(1678) CHRISTIAN HUYGENS (1629-1695)Tot punt dun front dona es converteix en un centre puntual productor dones elementals secundries, de la mateixa velocitat i freqncia que lona inicial, la superfcie envolupant del qual constitueix un nou front dones.

DIFRACCIs la desviaci en la propagaci rectilnia de les ones, quan aquestes travessen una obertura o passen prximes a un obstacle.

Es produeix quan lona troba un obstacle en el cam de la seva propagaci o travessen una obertura.Cada punt es converteix en un centre emissor dones secundries. CLICK

DEPN DE:s directament proporcional a la longitud dona: ( + + difracci)Inversament proporcional a la dimensi de lorifici: (+ petit +difracci)La dimensi de lobstacle o de la obertura ha de ser menor o igual que la longitud de lona interceptada: (dimensi orifici de lona)

La llum es difracta molt menys que el so.As podem xerrar amb el venat amb una paret davant per no ens podem veure.I amb el company de loficina de devora.Explicaci: so > llum

Per aix, les antenes de TV han destar a dalt de les muntanyes i les de rdio poden estar en plancies, ja que rdio > TV

Per veure un objecte al microscopi, la longitud dona de la llum que impacta sobre lobjecte ha de ser parescuda a les dimensions de lobjecte.

Els raigs X tenen una de lordre de 10-20 m. Sn les dimensions dels espais que hi ha en les xarxes cristallines. Aix sutilitza per lestudi de lestructura de les xarxes cristallines mitjanant la difracci dels raigs X.

La llum, en impactar sobre les gotes daigua que formen la boira es produeix la difracci.

REFLEXI I REFRACCIQuan un moviment ondulatori que es propaga per un medi, arriba a la superfcie de separaci dun altre medi:- Part de lenergia s tornada al medi de procedncia: REFLEXI- Part de lenergia es transmetal segon medi: REFRACCI

REFLEXIFenomen pel qual, quan arriba una ona a la superfcie de separaci de dos medis, s retornada al primer medi amb una part de lenergia i amb diferent direcci. CLICK

LLEIS DE SNEL DE LA REFLEXI1a: El raig incident, la normal a la superfcie en el punt dincidncia i el raig reflectit estan situats en el mateix pla.2a: Langle dincidncia i i langle de reflexi r sn iguals. i = r CLICK

CURIOSITATS I APLICACIONSEl SONAR (ones sonores) i el RADAR (ones electromagntiques) emeten ones que quan xoquen amb un objecte, es reflecteixen i aix es pot identificar i localitzar.

LECO s conseqncia de la reflexions de les ones sonores quan xoquen amb un objecte que es troba a 17 m o ms de la persona que emet el so.

La REVERVERACI s produda per les reflexions dels sons sobre les parets dun local si es troben a menys de 17 m.

ACSTICA DELS LOCALSEn locals sha de tenir en compte la reverberaci, leco (en locals grans) i la geometria del local per aconseguir una atenuaci ptima dels sons reflectits.Per aix, es cobreixen les parets de material absorbent i es dissenya la geometria del local en funci pel fi que estigui destinat.

REFRACCIFenmen pel qual, quan una ona arriba a la superfcie de separaci de dos medis, penetra i es transmet en el segon medi amb part de la seva energia, canviant la direcci de propagaci. CLICK CLICK

LLEIS DE SNEL DE LA REFRACCI1a: El raig incident, la normal a la superfcie en el punt dincidncia i el raig reflectit estan situats en el mateix pla.2a: La ra entre els sinus de langle dincidncia i refractat s constant i igual a la ra de les velocitats de propagaci i igual a lindex de refracci relatiu. CLICK

Si la v2 > v1 el raig refractat sapropa a la normal.Si la v2 < v1 el raig refractat sallunya de la normal.

POLARITZACINOMS caracterstica de les ONES TRANSVERSALS.Normalment les ones vibren en totes les direccions de lespai.Una ona es diu que est polaritzada si estan restringides certes direccions de propagaci.

POLARITZACI RECTILNIA O LINEALUna ona est polaritzada rectilniament si la vibraci sesdev sempre seguint rectes amb la mateixa direcci perpendicular a la direcci de propagaci.Exemple: CLICK

POLARITZACI CIRCULAR I ELLPTICAUna ona est polaritzada circularment o ellpticament si la vibraci sesdev seguint cercles o ellipses en plans perpendiculars a la direcci de propagaci de lona.

INTERFERNCIALa superposici de dos o ms moviments ondulatoris en un punt del medi sanomena INTERFERNCIA.

PRINCIPI DE SUPERPOSICI Un punt dun medi que s assolit simultniament per dues ones que es propaguen per aquest medi experimenta una vibraci que s suma de les que experimentaria si fos assolit separadament per cadascuna de les ones.

Quan les ones es separen desprs de la interferncia, continuen la seva propagaci sense patir cap modificaci.

FENMENS PER SUPERPOSICI DONESINTERFERNCIA DE DUES ONES HARMNIQUES COHERENTS.

PULSACIONS.

ONES ESTACIONRIES.

INTERFERNCIA DE DUES ONES HARMNIQUES COHERENTSDues ones amb la mateixa amplitud, freqncia, longitud dona i velocitat.Es tan en fase o diferncia de fase constant. CLICKVideo formes so

INTERFERNCIA CONSTRUCTIVA I DESTRUCTIVA

PULSACIONS O BATEMENTSSn les variacions peridiques de lamplitud de lona produda per la interferncia de dues ones de freqncies lleugerament diferents.

AFINAR UN INSTRUMENTAmb un diapas es produeix una nota coneguda, a continuaci es produeix la mateixa nota tericament amb un instrument.Quan ms parescudes siguin les freqncies menys freqents seran els batements.

SINTONITZACI DE LA RDIOReben el senyal modulant lamplitud (AM) o la freqncia (FM). Amb FM el senyal es de menor abast per de major qualitat i ms ric en harmnics.

ONES ESTACIONRIESUna ona estacionria s lona produda per interferncia de dues ones harmniques de la mateixa amplitud i la mateixa freqncia, que es propaquen en la mateixa direcci i en sentit contrari.

Es produeixen en tubs i cordes afectats per un moviment ondulatori. Laplicaci ms important els instruments de msica de cordes i de vent.GUITARRA FLAUTA

Les ones estacionries es produeixen per les reflexions del moviment ondulatori en els extrems del medi.CLICK

EQUACI DE LONA ESTACIONRIA

Lona estacionria s harmnica de la mateixa freqncia que les components i la seva amplitud Ar s independent del temps, per varia sinusodalment amb labscisa x.

POSICI DELS VENTRES: sin kx = 1 kx = /2 + n x = (2n + 1)(/4)n = 1, 2, 3

POSICI DELS NODES: sin kx = 0 kx = n x = 2n (/4) n = 1, 2, 3

ONES ESTACIONRIES EN CORDESCORDA FIXA ALS DOS EXTREMSCLICK

CORDA FIXA EN UN EXTREML = n (/4) = 4L/n n= 1,3,5

ALERTA: NOMS es produeixen harmnics senars.

ONES ESTACIONRIES EN TUBSMira com es formen CLICK Ex: Tub obert pel dos extrems: clarineteEx: Tub obert per un extrem: flauta, trombn

TUB OBERT EN ELS DOS EXTREMSL = n (/2) = 2L/n n= 1, 2, 3

TUB OBERT PER UN EXTREMCLICKL = n (/4) = 4L/n n= 1,3,5ALERTA: NOMS es produeixen harmnics senars.

ORIGEN DE LA TEORIA DE CORDESAquesta teoria es basa en qu la part ms petita de lUnivers s una corda.Que tant pot ser tancada com oberta. Formant unes figures anomenades de Calaby-Yau.

Aquestes cordes vibren, per no de qualsevol manera sino que vibren produint ones estacionries, donant lloc a diferents harmnics.

Segons els diferents modes de vibraci originen matria, fora i energia.

Cada corda pot canviar de mode de vibraci i convertir-se en altre ent.Com la conversi dun neutr en un prot.

EFECTE DOPPLERC.J. Doppler (1803-1853) en 1842:Consisteix en el canvi que experimenta la freqncia amb qu percebem un moviment ondulatori respecte de la freqncia amb la qual ha estat originat, a causa del moviment relatiu entre la font i el receptor.

CLICK

EQUACI EFECTE DOPPLERSha de tenir en compte:Velocitat de la font: vFVelocitat de lobservador: vOVelocitat de lona: vLa freqncia emesa per la font: Ff

APLICACIONSRADAR: CONTROL DE VELOCITATUtilitza la llum.

MOVIMENT DELS ASTRES DE LUNIVERSSegons es detecta en els telescopis, es veu que la llum que prov dels astres llunyants sapropa al vermell. Aix significa que lUnivers sest expandint.

ONA DE XOCEs produeix quan la font del so viatja ms depressa que el propi so.s a dir: vF > v Aquest fet fa que es produeixi una compressi important de laire produint una gran explosi.

Per poder visualitzar b aquests fenmens, aqu tens un

VIDEO RESUMEN

Rosa M Rodrguez Garca-Caro

Professora de fsica i qumica

IES ALCDIA

ALCDIA (MALLORCA)