Fenómenos ondulatorios
Todas las ondas tienen un comportamiento común bajo un número de situaciones estándar, a esos comportamientos se les conoce como fenómenos ondulatorios.
Difracción
Fenómeno por el cual una onda se reproduce al atravesar una rendija u orificio. Solo se produce si el tamaño de la abertura es del mismo orden que la longitud de onda del movimiento ondulatorio. Ocurre también cuando la onda se encuentra con un obstáculo o borde afilado de tamaño comparable al de su longitud de onda.
En las aplicaciones que puede abordar este fenómeno encontramos la difracción de rayos X. En la química se utiliza para determinar la estructura interna de algunas sustancias. Mediante dispositivos sofisticados se determina que si cambia la distancia o colocación geométrica de los átomos, el patrón de difracción se modifica. El estudio se realiza sobre una pantalla y permite obtener datos sobre las estructuras cristalinas.
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| Instrumento de difracción de rayos X |
Interferencia
Ocurre cuando dos ondas se combinan al encontrarse en el mismo punto del espacio. Al propagarse dos o más ondas por un medio, la perturbación total resultante es la suma de las perturbaciones de ambas ondas. La interferencia puede ser constructiva (Izquierda de la imagen) o destructiva (derecha de la imagen). En el choque de dos objetos se intercambian energía y cantidad de movimiento.
Principio de superposición
Cuando dos o más ondas coinciden en un punto, la perturbación resultante es la suma vectorial de las perturbaciones individuales. Sí la diección de vibración es igual para todas las ondas, la suma se convierte en una operación algebraica.
Reflexión
Es el cambio de dirección de un rayo o una onda que ocurre en la superficie de separación entre dos medios, de tal forma que regresa al medio inicial. Ejemplos comunes son la reflexión de la luz, el sonido y las ondas en el agua.
Princio de Huygens aplicado a la reflexión de un ángulo (i) formado por el frente de onda con la superficie del mismo que el del rayo incidente (i) con la normal.
El rayo incidente, la normal a la superficie en el punto de incidencia y el rayo reflejado, están en el mismo plano. Los ángulos de incidencia (i) y de reflexión (r) son iguales por lo tanto no cambia ni la velocidad, ni la frecuencia ni la longitud de onda.
Refracción
Ocurre cuando una onda cambia de dirección al entrar en un nuevo medio en el que viaja a distinta velocidad.
Experimentalmente se obseva que el rayo incidente, el rato incidente, el refractado y la recta normal a la superficie en el punto de incidencia están en el mismo plano. La relación entre el seno del ángulo de incidencia y el del ángulo de refracción es la misma que la de las velocidades de propagación de la onda en los dos medios.
Esta relación se conoce como ley de Snell, y la constante es el índice de refracción:
Si la onda se propaga más despacio en el segundo medio, el ángulo de refracción es menor que el de incidencia. Al cambiar de medio de propagación, la frecuencia no varía; en cambio, la velocidad sí, por lo que cambia el valor de la longitud de onda.
