9. Movimiento ondulatorio

Corresponde a la sesi�n de GA 4.9 CURVAS NO PELIGROSAS

Si se arroja una piedra en la superficie de un estanque de agua, se observa que a partir del punto donde cae se forman una serie de ondas en forma de c�rculos conc�ntricos, los cuales avanzan hacia la orilla a gran velocidad.

Sin embargo, si se colocan algunos cuerpos flotantes como corchos o trozos de unicel, ser� evidente que estos s�lo subir�n o bajar�n mientras se efect�a el movimiento, es decir, las part�culas del agua s�lo se mover�n con respecto a su posici�n de equilibrio original.

Si los corchos est�n arriba, el agua estar� arriba de su nivel de reposo; esos c�rculos se llaman crestas.

Si los corchos se encuentran abajo, el agua estar� por debajo de su nivel de reposo, y estos c�rculos se denominan valles.

La distancia comprendida entre cresta y cresta o valle y valle se denomina longitud de onda.

Ahora bien, los c�rculos consecutivos se encuentran a la misma distancia, es decir, son equidistantes, y al punto en donde se produjo la perturbaci�n del medio y de donde salen las ondas con velocidad constante se le llama centro emisor de las ondas.

Cuando las part�culas vibran cortando la l�nea de la direcci�n en que se propaga el movimiento ondulatorio, se dice que se trata de un movimiento ondulatorio transversal. Es as� como se transmiten la luz y el movimiento ondulatorio en el agua.

Al transmitirse el movimiento ondulatorio en el aire, dicho movimiento da origen a la formaci�n de zonas de compresi�n y de dilataci�n. Esto se puede comprobar de la siguiente manera: si se tiene un tubo de metal o de madera abierto por sus dos extremos y frente a uno de ellos se coloca un cuerpo en vibraci�n como una l�mina o un diapas�n, la l�mina, al acercarse al tubo, producir� una compresi�n en las part�culas de aire que se encuentran frente a ella, �stas comprimir�n las siguientes y en fracci�n de segundos se formar� una zona de compresi�n en las paticulas de aire que se encuentra frente a ella, estas comprimir�n las siguientes y en fracci�n de segundos se formar� una zona de compresi�n al extremo de tubo. En seguida, la l�mina generar� otro movimiento, alej�ndose del tubo, y producir� un movimiento a la inversa, el cual provocar� que las part�culas que se hallen frente al mismo se muevan en sentido contrario al primer movimiento, haciendo que las part�culas que siguen tambi�n se muevan, lo que dar� lugar a una zona de dilataci�n. De esta manera, a lo largo del tubo avanzar�n una serie de zonas de compresi�n y de dilataci�n, en forma alterna.

La distancia entre una zona de compresi�n y otra zona de compresi�n o de las dos zonas de dilataci�n consecutivas se llama longitud de onda. Las zonas de compresi�n y de dilataci�n avanzan con velocidad constante y son equidistantes entre s�. Sin embargo, cada part�cula de aire s�lo efect�a un movimiento de vaiv�n.

Cuando las part�culas que vibran siguen la misma direcci�n que la de la propagaci�n de las ondas, se dice que se efect�a un movimiento ondulatorio longitudinal. El sonido se transmite de esta manera.

Todo movimiento ondulatorio, al transmitirse a trav�s de l�quidos, por ejemplo, presenta las siguientes caracter�sticas:

Las part�culas del medio de propagaci�n oscilan alrededor de su posici�n de equilibrio, lo que hace que unas se muevan en un sentido y otras en sentido contrario; la combinaci�n de ellos genera la impresi�n de que las ondas avanzan alej�ndose del centro emisor.

La posici�n m�s alta con respecto a la posici�n de equilibrio se llama cresta.

La posici�n m�s baja con respecto a la posici�n de equilibrio se llama valle.

El alejamiento de cada part�cula con respecto a la posici�n de equilibrio se llama amplitud de onda.

El periodo es el tiempo transcurrido entre la emisi�n de dos ondas consecutivas.

Al n�mero de ondas emitidas en cada segundo se le denomina frecuencia.

La distancia que hay entre cresta y cresta, o valle y valle, o bien una zona de compresi�n y otra, o de dilataci�n y otra, se llama longitud de onda.

Nodo es el punto donde la onda cruza la l�nea de equilibrio.

Elongaci�n es la distancia que hay, en forma perpendicular, entre un punto de la onda y la l�nea de equilibrio.

Al producirse dos o m�s movimientos ondulatorios que pasan por el mismo medio en forma simult�nea, se produce la interferencia. Si coinciden en crestas y valles y son de igual amplitud, el resultado ser� un movimiento con la misma longitud de onda, el mismo periodo, pero con amplitud doble. Es decir, el movimiento resultante podr� ser incrementado, disminuido o anulado cuando los movimientos interfieran entre s�.

El movimiento ondulatorio se mide por la frecuencia, es decir, por el n�mero de ciclos que tiene por segundo. El ciclo es la unidad de frecuencia, a la cual tambi�n se le llama hertz.

1 kilociclo equivale a 1 000 ciclos

1 megaciclo equivale a 1 000 000 ciclos

La velocidad con que se propaga el movimiento ondulatorio puede ser calculada mediante la f�rmula siguiente:

donde:

Por Ejemplo:

�Cu�l ser� la longitud de onda de una estaci�n de radio que transmite con una frecuencia de 907 kilociclos?