cuba de ondas

FENOMENOS ONDULATORIOS

en cuba de ondas

Objetivo

§ Observar y analizar distintos fenómenos ondulatorios

§ Idear algún método para medir la frecuencia

§ Analizar la interferencia de ondas producidas por dos fuentes puntuales

§ Determinar la longitud de onda

Materiales

§ Cuba de ondas

§ Soporte con osciladores

§ Pantalla blanca

§ Fuente de luz

§ Regla y suplementos para colocar en el agua

§ Papel para marcar sobre el piso

Fundamento teórico

La propagación de las ondas en el agua en forma de círculos que se van ensanchando es un hecho bien conocido por todos. Como las ondas que se forman y se desplazan en la superficie del agua no penetran en profundidad se denominan ondas superficiales.

En el laboratorio se utiliza una cuba especial para la producción de esta clase de ondas.

Esta cuba posee un fondo de vidrio que permite proyectar sobre una pantalla las imágenes de las ondas: las crestas actúan como lentes convergentes y tienden a enfocar la luz de la lámpara, mientras que los valles, actuando como lentes divergentes tienden a dispersarla. Por lo tanto, las crestas aparecen en la pantalla como franjas brillantes y los valles como bandas oscuras.

1º parte

1) Utilicen la regla para generar un frente de ondas planos ¿Qué procedimiento utilizarían para formar un pulso? ¿y una onda?

Repitan con alguna fuente puntual, comparen con el frente de ondas anterior ¿cómo identifican el frente de ondas y la dirección de propagación?

¿Qué pueden hacer para cambiar la frecuencia de las ondas? ¿se podría medir esta magnitud?. Ideen algún método

2) Coloquen en el agua un obstáculo para analizar la reflexión, ensayen con frente de ondas planos y circulares. Analicen la dirección de propagación incidente y la reflejada ¿se podría hallar alguna relación?

3) Coloquen la placa de vidrio en la cubeta para observar el fenómeno de refracción

4) Coloquen dos barreras paralelas dispuestas en línea dejando una abertura entre ellas. Generen un frente de ondas plano, observen y describan que ocurre al atravesar la abertura, indiquen que modificaciones se observan al variar el ancho de la misma.

2º parte

Interferencia

La superposición de ondas periódicas de igual frecuencia con producción de una serie de nodos recibe el nombre de interferencia

Cuando hay dos focos separados una distancia d que emiten pulsos con igual frecuencia (como los osciladores que vibran unidos a un mismo motor) y dispuestos de tal modo que producen una cresta en el mismo instante, los focos están en fase.

La distancia de separación entre los círculos es siempre la misma por ser los impulsos periódicos y es la longitud de onda, valor que coincide en ambos focos.

En las líneas nodales la superficie del agua no está agitada ya que se superponen los valles y las crestas; en este caso se produce la condición de mínimo lo que significa que la diferencia de camino es: d.sen j = (n-1/2).l con n = 1, 2, 3, …..

Procedimiento

§ Conecten el motor a la fuente de tensión de modo tal que los osciladores queden a ras del agua

§ Marquen sobre el papel las líneas nodales y la posición de los focos (la posición de los objetos vibrantes) Tracen una línea que una los focos y otra paralela A a ésta que corte la líneas nodales

§ Marquen sobre la línea A los puntos de intersección de la líneas nodales (puntos 1 y 1’; 2 y 2’; etc)

§ Tracen rectas desde cada foco hasta los puntos 1y 1’; 2 y 2’ etc. , éstas representan los caminos de las ondas. Midan su longitud y calculen para cada caso la diferencia de camino con los pares de mínimos correspondientes. A partir de estos cálculos determinen la longitud de onda.

§ Si pudieron obtener un método para medir la frecuencia pueden calcular la velocidad de propagación de la onda en el agua