Explorando Fenómenos Ondulatorios: Difracción, Polarización, Efecto Doppler y Acústica
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Difracción
La difracción es el fenómeno por el cual un movimiento ondulatorio es capaz de superar una rendija o un obstáculo colocado en el camino por el que avanza el movimiento, de tal manera que los puntos del frente de onda que no son tapados por el obstáculo se convierten en centros emisores del siguiente frente de onda según el principio de Huygens, logrando la onda bordear el obstáculo y propagarse detrás del mismo.
Polarización
La polarización es un fenómeno exclusivo de las ondas transversales, que tiene gran importancia en la luz. En las ondas transversales, las partículas vibran siempre perpendicularmente a la dirección de propagación de la onda. La magnitud perturbación se puede representar por un vector perpendicular a esa dirección de propagación.
Efecto Doppler-Fizeau
El efecto Doppler-Fizeau consiste en la variación de la frecuencia que se observa en todo movimiento ondulatorio cuando el foco, el observador o ambos se desplazan uno respecto del otro. La fórmula es: v' = v (v ± vo) / (v ∓ vf), donde:
- v es la frecuencia del movimiento ondulatorio,
- v' la nueva frecuencia que se aprecia cuando se desplazan foco, observador o ambos,
- v es la velocidad de la onda,
- vo la velocidad del observador,
- vf la velocidad del foco.
Si el foco o el observador se acercan, la frecuencia aumenta.
Ondas de Choque u Ondas de Mach
Las ondas de choque u ondas de Mach son las ondas cónicas que se producen cuando la velocidad del foco es superior a la de la onda. Si un foco sonoro se acerca al observador a velocidad mayor que la del sonido, aplicando la expresión del efecto Doppler se obtendría una frecuencia negativa, lo que resulta físicamente imposible. Lo que ocurre en estos casos es que las crestas de ondas se aproximan entre sí aumentando su amplitud.
Acústica
La acústica es la ciencia que estudia la producción, propagación y recepción del sonido.
Sonido
El sonido es la vibración o perturbación mecánica de algún cuerpo que se propaga en forma de onda longitudinal a través de un medio material elástico. Estas ondas se llaman ondas sonoras y su frecuencia se encuentra entre 20 Hz y 20000 Hz.
Cualidades del Sonido
- Intensidad física u objetiva: Es el volumen acústico. Es la energía que transmite la onda sonora por unidad de tiempo a través de la unidad de superficie perpendicular a la dirección de propagación.
- Tono o altura: Permite distinguir las diferentes notas que emite un mismo instrumento musical, es decir, los agudos de los graves. Está relacionado con la frecuencia. Los tonos bajos tienen baja frecuencia.
- Timbre: Permite distinguir sonidos de igual intensidad y tonos, emitidos por diferentes instrumentos. Depende de la forma de la onda, ya que los sonidos no son puros sino que son el resultado de varios momentos periódicos superpuestos a la onda fundamental.
Intensidad Fisiológica o Subjetiva
La intensidad fisiológica o subjetiva es la sensación sonora de mayor o menor intensidad que percibe el oído humano, depende de la intensidad de la onda y de su frecuencia. 140 dB produce dolores agudos y 120 dB es el umbral del dolor.