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INTERFERENCIA DE ONDAS

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MELVIN CALDERON

on 30 May 2015

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Transcript of INTERFERENCIA DE ONDAS

OBJETIVOS
Explicar la diferencia entre interferencia constructiva y destructiva.

Dar a conocer diferentes tipos de interferómetros.

Mencionar algunas aplicaciones de las interferencias de onda.
La interferencia provoca que en el lugar donde se superponen las ondas aparezca una distribución de zonas iluminadas, llamadas máximos, y de zonas obscuras, llamadas mínimos.

La posición de cada zona depende de la distancias a las fuentes de las ondas y de la longitudes de onda, los máximos de cada una se sitúan en un lugar diferente y por ello vemos zonas de diferentes colores.
La interferencia tiene gran aplicación práctica.

Por ejemplo:
si se observa la lente de una cámara fotográfica de buena calidad se verá que tiene una coloración violeta. Esto se debe a que tiene una cubierta, para evitar la reflexión, con ayuda del fenómeno de interferencia.

Se utiliza la interferencia para medir distancias en forma muy exacta, con ayuda de equipos llamados interferómetros.
INTERFERENCIA
Es un fenómeno ondulatorio, que consiste en la superposición de ondas de iguales características: frecuencia, longitud de onda y fase.

En el caso de la luz estas ondas son llamadas ondas coherentes, de manera que la interferencia de la luz en ocasiones se define como la superposición de ondas coherentes.
INTERFERENCIA
DE
ONDAS

EJEMPLO DE INTERFERENCIAS
Interferencias en Ondas de luz
Irisaciones de burbujas
Luz blanca= ondas diferentes
La ondas de luz exteriores chocan con ondas de luz interior
Señal de radio

La ondas emitida choca con externos y rebotan con otras ondas.
Interferencias en líquidos
Gotas en un charco
Las ondas producidas chocan y generan interferencias
Interferencias de radio
PARTES DE UNA ONDA
INTERFERENCIA
Y
FUENTES COHERENTES
Interferencia se refiere a cualquier situación en la que dos o más ondas se traslapan en el espacio. Cuando esto ocurre, la onda total en cualquier punto y en cualquier instante está gobernada por el principio de superposición.

Este principio también se aplica a las ondas electromagnéticas y es el más importante de toda la óptica física, por lo que el lector debe asegurarse de que lo comprende bien.
El principio de superposición establece lo siguiente:

Cuando dos o más ondas se traslapan, el desplazamiento resultante en cualquier punto y en cualquier instante se encuentra sumando los desplazamientos instantáneos que producirían en el punto las ondas individuales si cada una se presentara sola.
Usamos el término “desplazamiento” en un sentido general. Cuando se trata de ondas en la superficie de un líquido, nos referimos al desplazamiento real de la superficie por arriba o por debajo de su nivel normal.
En el caso de las ondas sonoras, el término se refiere a un exceso o una deficiencia de presión. En el caso de las ondas electromagnéticas, por lo general, hacemos referencia a una componente específica del campo eléctrico o magnético.
INTERFERENCIA DE DOS O TRES DIMENSIONES
Un caso importante de interferencia, en el que dos ondas idénticas que se propagan en sentidos opuestos se combinan y producen una onda estacionaria. Y otro caso de las ondas transversales en una cuerda y de las ondas longitudinales en un fluido que llena un tubo.
Pero las ondas luminosas pueden viajar (y de hecho viajan) en dos o tres dimensiones, igual que cualquier tipo de onda que se propague en un medio de dos o tres dimensiones.
Los efectos de la interferencia se ven con más facilidad cuando se combinan ondas sinusoidales con una sola frecuencia f y longitud de onda .
La siguienfigura muestra una “instantánea” o imagen “congelada” de una fuente única S1 de ondas sinusoidales y algunos de los frentes de onda producidos por ella.
La figura sólo ilustra los frentes de onda que corresponden a las crestas, por lo que la separación entre frentes de onda sucesivos es de una longitud de onda.
El material que rodea a S1 es uniforme, de manera que la rapidez de la onda es la misma en todas direcciones y no hay refracción (y, por lo tanto, los frentes de onda no presentan ningún “doblez”).
INTERFERENCIA
CONSTRUCTIVA Y DESTRUCTIVA
Se dice que dos fuentes monocromáticas de la misma frecuencia y con una relación de fase constante definida (no necesariamente en fase)
son coherentes
.
También se utiliza el término ondas coherentes (o, en el caso de las ondas luminosas, luz coherente) para hacer referencia a las ondas emitidas por dos fuentes de ese tipo.
LA SUPERPOSICIÓN DE ONDAS PUEDE DAR ORIGEN ALA INTERFERENCIA TANTO CONSTRUCTIVA COMO DESTRUCTIVA DE ELLAS, SEGUN LA FASE EN QUE SE ENCUENTREN AMBAS EN CADA MOMENTO.
INTERFERENCIA CONSTRUCTIVA
Si la cresta de una onda se produce en el punto de interés mientras la cresta de otra onda también arriba a ese punto (es decir, si ambas ondas están en fase), ambas ondas se interferirán constructivamente, resultando en una onda de mayor amplitud.

LA FORMULA SERIA:
UNA APLICACIÓN: EL ESTETOSCOPIO.
Este instrumento fue inventado en 1816 por el médico francés R.T.H. Laennec. A este hombre, por pudor, no le agradaba la idea de aplicar su oreja sobre el pecho de las pacientes, por lo que se acostumbró a utilizar un tubo de papel. Posteriormente perfeccionó la idea aplicando el principio de interferencia constructiva.
Los estetoscopios están confeccionados para poder examinar el rango de frecuencia entre 50 –200 Hz, que es el que refleja el sonido cardíaco. La auscultación pulmonar se realiza con este aparato, sin embargo el rango de frecuencia de los ruidos respiratorios es diferente.
INTERFERENCIA DESTRUCTIVA
Si las ondas están desfasadas (es decir, la cresta de una onda encuentra un valle de otra en un mismo punto), ambas ondas se interferirán destructivamente, resultando en una onda de menor intensidad que cualquiera de las componentes.
En el caso más extremo, dos ondas de igual frecuencia y amplitud en contrafase (desfasadas 180º), que se interfieren, se anulan.
UNA APLICACIÓN: LA CANCELACIÓN DEL RUIDO.
La interferencia destructiva puede ser muy útil. Es muy importante que el piloto de un avión oiga lo que sucede a su alrededor, pero el ruido del motor representa un problema. Por eso, los pilotos pueden usar unos auriculares especiales conectados a un micrófono que registra directamente el sonido del motor. Un sistema en los auriculares crea una onda inversa a la que llega a través del micrófono. Esta onda es emitida, de forma que neutraliza la primera.

En los automóviles se está experimentando con un sistema similar.
APLICACIONES DE LAS INTERFERENCIAS

Los máximos y mínimos de interferencia ocurren cuando el desfase relativo entre las ondas que interfieren la longuitud de la onda, toma valores especiales. En cualquier caso la longuitud dela onda es una función que depende de las características de los medios en los que se propagan las ondas, esto es Por ello, a partir del interferograma, se puede obtener información de estos parámetros. A continuación comentaremos algunas aplicaciones de las interferencias.
MEDIDAS DE ESPESORES Y ÁNGULOS
Si el espesor de la capa delgada es variable, y la incidencia se mantiene constante, los máximos ocurrirán para determinados espesores fijos. Las franjas obtenidas representarán el lugar geométrico de espesor constante, es decir, nos proporcionarán un mapa de curvas de nivel del substrato. Las franjas obtenidas se denominan franjas de igual espesor
Por ejemplo
, basados en este método podemos estimar el espesor de la lágrima en el ojo y su uniformidad. En efecto, considérese el sistema de la figura. Sobre el ojo, y en incidencia próxima a la normal, mandamos un haz de luz blanca. La luz reflejada por las superficies de la lágrima es recogida por las lentes y llevada hasta un espectrofotómetro (EPF) que permite medir la reflectancia para cada longitud de onda.
Como se pued apreciar en el montaje, el haz ilumina una zona muy pequeña de la película lacrimal, por lo que podremos considerar el espesor constante en la zona iluminada.

Dado un espesor, habrá longitudes de onda para las cuales se cumpla la condición de interferencia constructiva o destructiva, dando lugar a la aparición de máximos o mínimos respectivamente para esas longitudes de onda.
MEDIDA DE RADIOS DE CURVATURA DE LENTES
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