La Cubeta De Ondas 3v523z

FÍSICA 4º

LA CUBETA DE ONDAS OBJETIVOS:  Visualizar las ondas mecánicas transversales producidas en la superficie de un líquido transparente (agua).  Analizar los fenómenos físicos más representativos del comportamiento ondulatorio (reflexión, refracción, interferencia, difracción, etc.) 1 FUNDAMENTO TEÓRICO. Si imaginamos una persona, sujetando una soga, moviendo su mano en forma continua hacia arriba y hacia debajo de la posición inicial, tendremos una serie de pulsos producidos alternadamente hacia arriba y hacia abajo, que se propagan a lo largo de la cuerda. Decimos que tal serie de pulsos constituye una onda que se propaga en la cuerda. Los puntos más altos de los pulsos hacia arriba se denominan crestas de la onda, y los puntos más bajos de los pulsos hacia abajo son los valles de la onda. Ver figura 1

Un punto cualquiera del medio material (en este caso la cuerda), al ser alcanzado por la ondulación, inicia un movimiento vibratorio y oscila mientras la onda pasa por él. La amplitud y la frecuencia de una onda son la amplitud y la frecuencia de las vibraciones de un punto del medio en el cual se propaga. 2 La cubeta de ondas es un dispositivo que permite, con la ayuda de una lámpara estroboscópica (en nuestro caso no la usaremos), proyectar en una pantalla el movimiento ondulatorio que se produce en la superficie de una lámina de agua de pequeño espesor. La luz que proviene de la lámpara atraviesa el agua de la cubeta y se refracta de diferentes maneras en una cresta o un valle de las ondas mecánicas generadas en la superficie. Las crestas ejercen sobre los rayos de luz- que alcanzan la cubeta por debajoun efecto convergente dando lugar a bandas brillantes en la pantalla, mientras que los valles ejercen un efecto divergente que se traduce en bandas oscuras. 1

Prof. Liliana Long

FÍSICA 4º Las ondas pueden sufrir fenómenos como son la reflexión, refracción, interferencia y difracción. Reflexión de una onda. Cuando una onda se refleja en una barrera, el ángulo de incidencia es igual al ángulo de reflexión. Ver figura 2

Figura 2

Figura 3

Refracción de una onda: Si en la cubeta tenemos dos zonas de diferente profundidad (1y2), al hacer que una onda se propague en la superficie del agua de la cubeta, hallaremos que la velocidad de la onda en la región más profunda es mayor que en la región menos profunda (v1>v2) Ver figura 3. De manera que estas regiones se comportan como dos medios diferentes para la propagación de la onda. La difracción es la propiedad que posee una onda de rodear un obstáculo al ser interrumpida su propagación parcialmente por él. Ver figura 5.

Figura 5 Figura 6 En cuanto a la difracción por un orificio (Figura 6) , es posible acentuar la difracción de la onda, si aumentamos su longitud de onda o disminuimos el tamaño de dicho orificio. Interferencia. Si golpeamos periódicamente con dos pequeños objetos la superficie de un líquido, dos ondas circulares se propagarán en ella, actuando los dos objetos, F1 y F2 como las fuentes donde se producen tales ondas. Supongamos que dichos dispositivos vibran con la misma frecuencia y percuten simultáneamente el líquido; es decir, en el momento en que uno produce una cresta, el otro también genera la suya, y cuando uno produce un valle, el otro también lo hace. En estas condiciones (que son las del práctico), decimos que las dos fuentes vibratorias están en fase. En una figura de interferencia se observan líneas nodales, constituidas por puntos permanentemente en reposo (interferencia destructiva—valle+cresta), y crestas dobles y valles dobles (interferencia constructiva) se propagan entre las líneas nodales. 2 Prof. Liliana Long

FÍSICA 4º

Referencias 1- Manual de Laboratorio 2- Alvarenga 3- Manual de la cubeta de ondas

ACTIVIDAD EXTRA (posterior a la práctica) a) Construya un diagrama de interferencia separando los focos 8 cm, utilice líneas llenas para crestas y punteadas para valles colocándolas alternadamente cada 1 cm. b) Dibuje las líneas nodales y las antinodales (utilice distintos colores), ¿qué forman tienen?

Prof. Liliana Long