Superposición de ondas

Published On Sep-05-2018

Transcripción

Dos grupos de personas que emprendan la solución de un problema con acciones contrarias, seguramente no avanzarán en conseguir una solución. Para avanzar, se requiere la superposición de esfuerzos en el mismo sentido, lo que garantiza el éxito. Se podría decir que, en el primer caso, existe una interferencia destructiva, mientras que, en el segundo la asociación resulta constructiva. Con las ondas ocurre algo similar pues, en esencia, las ondas transmiten energía por medio de oscilaciones y si estás no se acoplan adecuadamente es posible una suma negativa, en vez de positiva.

La interferencia de las ondas sonoras puede ser constructiva o destructiva. Para que sea constructiva es necesario que la acción ejercida por las ondas en un punto dado sobre las partículas sea favor, es decir, debe haber fuerzas sobre las partículas en el mismo sentido. Para que sea destructiva, debe haber acciones sobre las partículas en sentido contrario.

Tomaremos como ejemplo para ilustrar el fenómeno de la interferencia: dos ondas viajeras transversales en una cuerda con la misma frecuencia y amplitud. Con esto, mostraremos el efecto de la superposición en tres casos:

1. Primero, se muestran dos ondas transversales viajando en el mismo sentido, pero sin corrimiento espacial llamado “corrimiento de fase” el cual está señalado con el valor de .

Figura 3.39. Ondas viajeras transversales en fase

En este caso, se produce una interferencia constructiva, tal como se muestra en la siguiente figura:

Figura 3.40. Interferencia constructiva

2. En el segundo caso, vemos dos ondas con una diferencia de fase lo que se traduce en una diferencia de camino de media longitud de onda. Veamos:

Figura 3.41. Dos ondas desfasadas media longitud de onda

En este caso, se produce una cuerda plana debido a la interferencia destructiva, tal como se muestra en la siguiente figura:

Figura 3.42. Cuerda plana

3. En el tercer caso, tenemos dos ondas con una diferencia de fase intermedia. Veamos:

Figura 3.43. Ondas con diferencia de fase intermedia

En este caso se produce una onda con una superposición intermedia, tal como se muestra en la siguiente figura:

Figura 3.44. Interferencia entre dos ondas viajeras con una diferencia de fase intermedia

Como puede verse, la diferencia de fase representada por un corrimiento entre la onda azul y la roja, es la responsable de que las ondas se sumen, se aniquilen o produzcan un resultado intermedio.

En el caso de las ondas sonoras ocurre algo similar, la diferencia de fase ocurrida por una diferencia de camino entre dos ondas, dará lugar a una diferencia de fase que produzca una interferencia destructiva, constructiva o intermedia, dando como resultado la anulación o refuerzo de su sonido.

Varios fenómenos relacionados con la superposición de ondas resultan interesantes de observar. Cuando dos ondas de la misma amplitud, pero de frecuencias ligeramente diferentes se superponen, se producen ondas de amplitud oscilante denominados “batidos” o “pulsaciones”. Cuando las ondas viajeras se desplazan en sentido contrario, superponiéndose entre sí, se producen ondas estacionarias como las del experimento de Chladni.

Hemos visto en este video que las ondas sonoras, al igual que otras ondas, se superponen dando lugar a diferentes fenómenos: superposición constructiva, destructiva, intermedia, pulsaciones y ondas estacionarias. La superposición no es otra cosa que un reforzamiento o atenuación de las oscilaciones de las partículas del medio oscilante.

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