Movimiento Ondulatorio: Ondas estacionarias, perdida de energia por absorcion, atenuacion y polarizacion de ondas.

ONDAS ESTACIONARIAS

Una onda estacionaria es aquella donde la encontramos en ciertos puntos de la onda onda “nodo”, el cual permanecen inmóviles.
El nombre de onda estacionaria proviene de la aparente inmovilidad de los nodos. La distancia que separa dos nodos o dos antinodos consecutivos es media longitud de onda.

*Esta formada por la interferencia de dos ondas de la misma naturaleza con igual amplitud,longitud de onda (o frecuencia) que avanzaran en sentido opuesto a través de un medio.

De igual forma son producidas cuando interfieren dos movimientos ondulatorios con la misma frecuencia, pero en diferente sentido su amplitud, a lo largo de una línea con una diferencia de media longitud de onda.

*Estas permanecen confinadas en un espacio, osea, (cuerda, tubo con aire, membrana, etc.) la amplitud que tiene en la oscilación para cada punto dependera de su posición, donde la frecuencia es la misma para todos y coincide con la de las ondas que interfieren. Los puntos q no vibran (nodos), permaneceran inmóviles y estacionarios; mientras que otros (vientres o antinodos) lo hacen con una amplitud de vibración máxima, osea, al doble de la de las ondas que interfieren y con una energía máxima.
*En pocas palabras son las distintas vibraciones que tiene una cuerda, el tubo con aire, la membrana, etc.
Para una cuerda, tubo, membrana, podemos determir que sólo hay ciertas frecuencias a las que se le producen ondas estacionarias que se llaman frecuencias de resonancia.

Una onda estacionaria se puede formar por la suma de una onda y su onda reflejada sobre un mismo eje.
(x o y)

· Cuando llega a una cresta consecutiva, habiendo recorrido un valle.

· Viceversa.

Se pueden obtener por la suma de dos ondas mediante:

Siendo para x=0 y t=0 entonces y=0, para otro caso se tiene que añadir su correspondiente ángulo de desfase.
Dando como resultado:

siendo:

PERDIDA DE ENERGIA DE UNA ONDA POR ABSORCION

*Sabemos que las ondas sonoras pueden viajar a través de cualquier medio material con una velocidad que dependerá de las propiedades del medio.
Entonces cuando una de estas ondas choca con otro material, esta se propaga y empieza a tener una perdida en la fuerza que llevaba, haciéndose que se refleje y transmita a otra dirección; una vez sucedido esto, la onda estará siendo absorbida por otro medio.
Donde se podrá apreciar que el material que está reflejando esta onda crea una molestia que iniciara a medida de la cantidad que se refleje.

*La energía absorbida se mide con relación a la energía emitida en el coeficiente de absorción que varía de 0 a 1 en cada rango de frecuencia.
En la absorción acústica es una propiedad deseable en entornos donde existen muchas fuentes de ruido, ya que al evitar la reflexión de las ondas sonoras se reduce considerablemente el nivel del ruido.

*Entonces dicha onda empesara a tener un balance energético o su caso la perdida total;
cuando una onda sonora incide sobre la superficie de un material (Ei), parte de su energía se reflejada de forma especular (Er), otra parte es absorbida (Ea) y el resto se transmite a través del material (Et).
Pro lo que tendremos
Ei = Ea + Er + Et
Explicando que:
mientras este mas aumentando alguna de las partes, el resto disminuye en forma proporcional, nos dará la relación directa entre absorción y reflexión, e indirecta hacia la transmisión.

PERDIDA DE ENERGIA DE UNA ONDA POR ATENUACIÓN

*La atenuación del sonido es el reparto de energía de la onda entre un volumen de aire cada vez mayor.

A medida en que avanza una onda, la energía se repartirá cada vez más entre las partículas que la perturbación se va encontrando en su camino.
Haciendo que la amplitud de la onda disminuya a medida en que la perturbación se aleja del foco emisor.
Otro caso de ello es que la intensidad sea inversamente proporcional al cuadrado de la distancia al foco emisor; entonces cuando sea una onda que se transmite armónicamente, una partícula de masa se vera afectada por esta onda y estará en una energía mecánica:

Em=Ec + Ep

Por lo que aun no existen perdidas de atenuación, esto se debe a la energía mecánica que se ah mantenido constante. Por lo que la energía de las partículas que forman un frente de ondas de radio será la misma que la energía de las partículas que forman un frente de onda de radio

*Si introducimos una señal eléctrica con una potencia en el mismo medio, este empezara a sufrir una atenuación y al final su potencia se verá gravemente reducida.

PERDIDA DE ENERGÍA DE UNA ONDA POR POLARIZACIÓN

* La polarización de una onda es la figura geométrica determinada por el extremo del vector que representa al campo eléctrico en función del tiempo, en una posición dada, para ondas con variación sinusoidal dicha figura es en general una elipse

*El sentido de giro del campo eléctrico, para una onda que se aleja del observador, determina si la onda está polarizada circularmente a derechas o a izquierda, donde el sentido de giro coincidirá con las agujas del reloj, la polarización es circular a derechas. Si el sentido de giro es contrario a las agujas del reloj, la polarización es circular a izquierdas. El mismo convenio aplica a las ondas con polarización elíptica.

*También la relación axial de una onda polarizada elípticamente, como la relación entre los ejes mayor y menor de la elipse de polarización. La relación axial toma valores comprendidos entre 1 e infinito.

*la perdida de una onda por la polarización se derivara por la magnitud y dirección de una onda con función al tiempo y el espacio, ósea, en cualquier punto a lo largo de su trayectoria.
La luz es linealmente polarizada (o polarizada plana) cuando la componente (“x” y “y”) del vector se encuentra en fase, conservando constante su dirección y cambiando únicamente (de forma senoidal con el tiempo y el espacio) su magnitud y sentido.

*cuando dos ondas de luz linealmente polarizadas de la misma frecuencia se mueven a la misma región del espacio, en la misma dirección; sus perturbaciones superpuestas se combinarán para formar una onda resultante linealmente polarizada

*Podemos considerar que las vibraciones del campo eléctrico (E) en ese plano actúan como una onda armónica simple, propagándose a lo largo del eje. Así, considerándose a la luz una onda electromagnética para determinada frecuencia.