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Movimiento ondulatorio

Principio de superposición de ondas

Principio de superposición de ondas

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Docente: Antonio

Resumen

Principio de superposición de ondas

Principio de superposición de ondas


"Si varias ondas viajan a través de un medio e inciden a la vez en un punto, el resultado de la función de onda en ese punto es la suma algebraica de cada onda"


Interferencias de ondas

Una interferencia es la superposición de varios movimientos ondulatorios en un punto cualquiera del medio por el que se propagan.


Tipos de interferencias

interferencia

dirección y sentido

resultado

​​constructiva

  • Misma dirección
  • Sentidos contrarios
Pulso de mayor amplitud

destructiva

  • Sentidos contrarios
Posible perturbación nula


​​Tratamiento de ondas como vectores

El método de la construcción de Fresnel consiste en representar a función de onda y(x,t)=Asen(ωtkx)y(x,t)=A\text{sen}\left(\omega t - kx\right) como un vector al que llamaremos vector de Fresnel​


Para calcular la suma de dos funciones de onda y1y_1 e y2y_2  sumamos sus vectores mediante la regla del paralelogramo. 


La amplitud AA​ de la onda resultante será:


 A2=A12+A22+2A1A2cos(φ2φ1)A^2=A_1^2+A_2^2+2A_1A_2\cos(\varphi_2-\varphi_1)​​


Donde A1A_1 y A2A_2 son las amplitudes de los dos vectores y φ1\varphi_1 y φ2\varphi_2 son las fases de los mismos

Ejemplo

Se tienen dos ondas y1=0,02sen(8πt2πx)\it y_1=0,02\operatorname{sen}(8\pi t-2\pi x)y2=0,02sen(10πt8πx)\it y_2=0,02\operatorname{sen}(10\pi t-8\pi x). Calcula la onda resultante tras la superposición de las dos ondas

Planteamiento:
Recordando la siguiente relación trigonométrica 
​​sen(α)+sen(β)=2sen(α+β2)cos(αβ2)\operatorname{sen}(\alpha)+\operatorname{sen}(\beta)=2\operatorname{sen}\left (\cfrac{\alpha+\beta}{2}\right)\cos\left(\cfrac{\alpha-\beta}{2}\right)​​
​​Sustituyendo nuestros datos, obtenemos 
y=y1+y2=0,03(sen(8πt2πx)+sen(10πt8πx))y=y_1+y_2=0,03(\operatorname{sen}(8\pi t-2\pi x)+\operatorname{sen}(10\pi t-8\pi x))​​
y=0,022sen(8πt2πx+10πt8πx2)cos(8πt2πx10πt+8πx2)y=0,02\cdot 2\operatorname{sen}\left(\cfrac{8\pi t-2\pi x+10\pi t - 8\pi x}{2}\right)\cos \left(\cfrac{8\pi t-2\pi x-10\pi t + 8\pi x}{2}\right)
y=0,04sen(9πt5πx)cos(3πxπt)y={0,04\operatorname{sen}(9\pi t-5\pi x)\cos(3\pi x-\pi t)}​​​


Solución:

y=0,04sen(9πt5πx)cos(3πxπt)\underline{y=0,04\operatorname{sen}(9\pi t-5\pi x)\cos(3\pi x-\pi t)}​​

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Preguntas frecuentes

¿Qué es una interferencia?

¿Qué tipos de interferencias existen?

¿Qué es un vector de Fresnel?

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