Principios de las Ondas Bidimensionales: Reflexión, Refracción e Interferencia

Ondas en dos dimensiones

Las ondas en dos dimensiones se propagan en un plano; sus características bidimensionales son esencialmente las mismas que en las unidimensionales. La frecuencia depende de la fuente externa que origina la onda. Es decir, si disminuye la frecuencia, aumenta la longitud de onda (lambda). Por el contrario, si aumenta la frecuencia, disminuye la lambda.

Reflexión en dos dimensiones

En la reflexión, la velocidad se mantiene constante porque la onda no cambia de medio. Asimismo, la frecuencia y la longitud de onda permanecen invariables.

La dirección en que se mueve el frente de ondas se marca con una recta orientada perpendicular a dicho frente. El ángulo formado por la dirección incidente y la normal es igual al ángulo formado por la dirección reflejada y la normal (Ángulo r = Ángulo i).

Refracción en dos dimensiones

En este fenómeno, cambia la velocidad de la onda y, al producirse este cambio, también varía su dirección.

La relación fundamental es: Velocidad = lambda x frecuencia. Si la lambda 1 es mayor que la lambda 2, entonces la v1 será mayor que la v2.

Si la v1 es mayor que la v2, al cambiar de medio el frente de onda se acerca a la normal. Por el contrario, si v2 es mayor que v1, el frente de ondas se aleja de la normal.

Se establecen las siguientes proporciones: Sen i / Sen r = bb’ / aa’ y v1 / v2 = bb’ / aa’. Se puede considerar que la luz es una onda, ya que el resultado de esta fórmula es constante.

Interferencia

La interferencia se produce cuando dos ondas se superponen en el espacio.

Interferencia Constructiva

Ocurre cuando la onda resultante tiene una mayor amplitud que las ondas iniciales.

Interferencia Perfectamente Constructiva

Se da cuando las amplitudes se superponen exactamente (máximos con máximos y mínimos con mínimos), de tal manera que la onda queda perfectamente superpuesta.

Interferencia Destructiva

Se produce cuando la onda resultante de la superposición tiene una menor amplitud que las ondas originales. Esto sucede porque las ondas no son emitidas en fase.

Ondas emitidas en fase

• Si se desplazan lambda o múltiplos de lambda una con respecto a la otra, se produce interferencia constructiva.
• Si se desplazan lambda/2 o múltiplos de lambda/2, se produce interferencia destructiva.

Ondas emitidas con un desplazamiento de T/2

• Si se desplazan lambda/2 o múltiplos de lambda/2 una con respecto a la otra, se produce interferencia constructiva.
• Si se desplazan lambda o múltiplos de lambda una con respecto a la otra, se produce interferencia destructiva.