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SUPERPOSICIÓN DE ONDAS

ACTIVIDADES CON LA APLICACIÓN

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Lee las instruciones de manejo y reliza luego las aplicaciones prácticas que te propongo.

Instrucciones de manejo del applet

1.- Al cargarse el applet se verá en la parte superior el cuadro de texto para los valores de "lamba" ( longitud de onda) y "frecuency" para cada onda (la azul y la verde ). Al lado de "frecuecy" (azul) tenemos un botón que al pulsarlo oscila de + /- y permite que las ondas salgan del mismo lado o del contrario. Selecciona + para que salgan del mismo lado

Poniendo el puntero del ratón en la línea horizontal media y arrastrándolo podemos variar la fase de las ondas. Para variar la amplitud de cada onda ponte en la parte superior de la cresta de cada onda azul o verde) y arrastra con el botón izquierdo pulsado. La onda resultante, roja, refleja el cambio.

2.- Con "reset" se reinicia el applet. Podemos cambiar los valores de los cuadros de texto (lambda y frceuency) escribiendo unos nuevos y pulsando "enter" en el teclado.

Pulsando el botón izquierdo del ratón se para el movimiento y soltándolo se reinicia.

Con un click del derecho se para y con otro "click" se reanuda.

Si se para con el derecho y se hace "click" con el izquierdo la animación avanza paso a paso y con un "click" del derecho se reanuda el movimiento a velocidad normal.

3.- Un doble click rápido sobre la zona de trazado con el botón derecho aumenta la velocidad en 1.5 y con el izquierdo se reduce en otro tanto. La acción repetida repite el efecto.

Realización práctica

Realiza, observa y comprueba lo siguiente:

1.- Pulsa en el cuadro que está al lado de frecuencia y pónlo en "+ " para que las dos ondas salgan del lado izquierdo. Sitúa el puntero en la línea central y arrastra con el botón izquierdo pulsado hasta ajustar las ondas y ponerlas en fase (para que coincidan coincidan sus máximos y sus mínimos). Comprueba que cuando están en fase la amplitud de la onda interferencia, la roja, es la suma de las amplitudes. ¿Si la amplitud se duplica cuánto aumentará la enegía transmitida?.

2.- Repite lo anterior hasta ponerlas desfasadas en 90º y desfasadas en 180º y comprueba los resultados.

3.- Comprueba que una vez que arrastres sobre el eje central para originar un desfase entre las ondas, si has puesto la misma frecuencia para las dos ondas, estas continúan siempre en fase repitiendo el patrón de interferencia.

4.- Deja que las ondas cubran toda la animación y contempla como el tiempo sigue corriendo y el patrón de interferencia no varía. En realidad estás contemplando la representación de "y" (desviación del equilibrio) frente al tiempo para un punto en el que se suman las influencias de una onda azul y otra verde. El resultado es el reflejado por la onda roja.

5.- Si cambias el valor de "lambda" (longitud de onda) sin cambiar la frecuencia, la velocidad de propagación se ajustará a los nuevos valores ( V=l n). Cambia la frecuencia de la onda verde a 4, pulsa "reset" y para la animación con un click del botón derecho cuando "t" llegue a un segundo. ¿Cuántas ondas azules y cuántas rojas ves?

6.- Comprueba que el número de ondas que cubren el dibujo por su longitud de onda da el ancho total ( 600 "pixels"). Calcula el tiempo que tarda en cruzar la ventana una onda que lleva una velocidad de 200 "pixel" por segundo, con lambda=40 y para una frecuencia de 5, ( mira si coincide con lo que marca "t" ). Comprueba el número de ondas establecidas.

7.- Deja que se establezcan las ondas. Pulsa en "+" (al lado de "frecuency" azul) para que las ondas viajen desde el mismo lado y cambia los valores de la frecuencia verde a 2.5. Comprueba que las ondas se ponen en fase y luego se desfasan. Con la animación lenta, comprueba cuanto tardan en volver a ponerse en fase. (Ojo, si viajan una hacia la otra tardarán menos tiempo en ponerse en fase y luego desfasarse).

8.-Vamos a simular como se producen "batidos". Pon las ondas viajando en el mismo sentido ( marca "+"). Cambia los valores de la verde a "lambda"=36.36 y la frecuencia a 2.2, así las dos viajan en la misma dirección y con la misma velocidad. Verás que la envolvente roja se repite y se produce una pulsación. Fíjate en el punto rojo y mide cuanto tiempo tarda en volver a alcanzar el punto máximo. Calcula la frecuencia de la onda suma y la frecuencia del pulso envolvente -"batido". ( Puedes ver las soluciones más abajo).

Autor de la página
José Villasuso Gato
Autor del applet:
Fu Kwun Hwang,
Página original del applet:
http://www.phy.ntnu.edu.tw/java/index.html F. K. Hwang