Conceptos Fundamentales de la Propagación de Ondas: Fenómenos y Propiedades

Propiedades y Fenómenos Ondulatorios

Conceptos Básicos

• Intensidad de una onda: Es la potencia por unidad de la magnitud que define el frente de onda.
• Atenuación: Es la disminución que experimenta la intensidad de una onda bi o tridimensional que se propaga en un medio. Se produce incluso en situaciones ideales y depende de las características de la onda.
• Absorción: Es la disminución que experimenta la intensidad de una onda de cualquier tipo que se propaga en un medio. Se produce en situaciones reales y depende de las características del medio.

Principio de Huygens

Todo punto de un frente de onda es centro emisor de nuevas ondas elementales cuya envolvente es el nuevo frente de onda.

Fenómenos de Interacción

Reflexión

Se produce cuando una onda choca con la superficie que separa dos medios distintos y retrocede avanzando por el mismo medio original.

Leyes de la reflexión:

• El rayo incidente, el reflejado y la normal están en el mismo plano.
• El ángulo que forma el rayo incidente (i) con la normal (n) es igual al que forma el rayo reflejado (r) con ella.

Refracción

Se produce cuando una onda llega a la superficie que separa dos medios y avanza por el segundo medio. En cada uno de ellos, la onda se moverá con una velocidad (v) distinta, por lo que cambiará la dirección en que se propaga.

Leyes de la refracción:

• El rayo incidente, el refractado y la normal están en el mismo plano.
• Cuando el rayo incide se propaga a mayor velocidad que el rayo refractado, el ángulo de incidencia es mayor que el ángulo de refracción.

Difracción

Se produce difracción cuando una onda que se propaga en un medio se encuentra en el camino con aberturas u obstáculos de tamaño comparable a su longitud de onda. La difracción puede provocar un cambio en la dirección de propagación de la onda.

Reflexión Total y Ángulo Límite

• Ángulo límite: Es el ángulo de incidencia suficientemente grande para que el ángulo de refracción sea 90º cuando la onda pasa de un medio a otro en el que viaja a más velocidad.
• Reflexión total: Fenómeno en el cual toda la energía de la onda que llega a la separación entre dos medios aparece como onda reflejada por ser el ángulo de incidencia mayor o igual que el ángulo límite.

Parámetros Matemáticos

• Frecuencia angular (ω): [rad·s⁻¹]
• Número de onda (k): [rad·m⁻¹]