Conceptos Básicos Ondas Guiadas

Conceptos Básicos Ondas Guiadas

Onda: Es una perturbación (cualquier tipo de alteración del medio) que se propaga, estas transportan energía de un punto a otro. Las ondas son consecuencia natural de muchos procesos físicos: las oscilaciones en océanos y lagos, ondas sonoras que viajan en el aire, ondas electromagnéticas que constituyen la luz, sismos y muchos otros.

Las ondas son de dos tipos:

Ondas transitorias provocadas por perturbaciones de corta duración.

Ondas armónicas continuas generadas por una fuente de oscilación.

Ondas transversales en estas la dirección en que se produce la perturbación y la dirección en que se propaga son perpendiculares. Algunos ejemplos de ondas transversales son: ondas electromagnéticas, la onda que se transmite en una cuerda, las ondas en la superficie de un lago.

Ondas longitudinales  en estas la dirección de perturbación y la de propagación es la misma. El sonido es una onda longitudinal.

Las ondas electromagnéticas no necesitan ningún medio para propagarse. Pueden hacerlo en el vacío, mientras que las demás necesitan un medio para su propagación por los que se les denomina “ondas materiales”.

Longitud de onda (λ)

Se define como la distancia que recorre el pulso mientras un punto realiza una oscilación completa. También se define como la distancia entre dos crestas, dos valles o dos nodos consecutivos.  Se mide en metros [m]

 .

Amplitud (A)

Es el valor máximo que adquiere la perturbación o magnitud del máximo desplazamiento.  En el caso de una cuerda, la amplitud seria la distancia máxima que un punto de la cuerda se separa de su posición de equilibrio. Se mide en metros [m].

Tiempo (t)

Es una magnitud física con la que medimos la duración o separación de acontecimientos. Se mide en segundos [s].

Periodo (T)

Es el tiempo que se tarda en realizar una onda, ciclo o revolución. Se mide en segundos [s].

Frecuencia (f)

Es el número de oscilaciones, vibraciones, revoluciones o ciclos que se efectúan en un segundo. Se mide en Hertz [Hz].

Frecuencia angular (w):

Análogo al movimiento armónico simple. Se define como el ángulo girado por una unidad de tiempo.

Velocidad de propagación (vp)

Es la velocidad con la que avanza la onda. Se mide en metros sobre segundo.

vp=λ f= e/t [m/s]. e=espacio recorrido.

Las ondas luminosas viajan a una velocidad de 3x10^8 m/s .

Las ondas sonoras viajan a una velocidad de 330 m/s.

Reflexión de las ondas: La reflexión se produce cuando una onda encuentra una superficie contra la cual rebota. En la reflexión el rayo incidente y el reflejado se propagan en el mismo medio.

Se denomina ángulo de incidencia el formado por el rayo incidente y la normal a la superficie y ángulo de reflexión el formado por el rayo reflejado y la normal.

Leyes de la reflexión

-El rayo incidente, el reflejado y la normal están en un mismo plano.

 -Los ángulos de incidencia y reflexión son iguales: i = r

Refracción de las ondas: La refracción es cuando una onda que se propaga en un medio pasa a otro en el cual su velocidad de propagación es distinta.

Para las ondas luminosas se define el índice de refracción del medio, n, como el cociente entre la velocidad de la luz en el aire, c, y la velocidad de la luz en el medio, v: c n = v

Leyes de la refracción

 -El rayo incidente, el refractado y la normal están en un mismo plano.

- La relación entre el ángulo de incidencia y el de refracción viene dado Ley de Snell:

 n1 sen i = n2 sen r.

Resonancia: Es la transmisión de una vibración de un cuerpo a otro si coinciden sus frecuencias.

Cuando una fuerza se aplica repetidamente a un sistema con la frecuencia natural de mismo el resultado es la aparición de oscilaciones de gran amplitud a este fenómeno se le conoce como resonancia

Modulación: La modulación es la alteración  de una onda portadora,  modifica el valor de una frecuencia, fase o amplitud de una onda y es utilizada en telecomunicaciones para transferir información desde un origen a un destino, también la modulación contribuye a proteger la señal de interferencias y ruidos.