Velocidad, longitud de onda y frecuencia en reflexión y refracción
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Velocidad, longitud de onda y frecuencia en reflexión y refracción
Indique si son verdaderas o falsas las siguientes afirmaciones, razonando las respuestas: a) La velocidad de propagación de una onda armónica es proporcional a su longitud de onda. b) Cuando una onda incide en la superficie de separación de dos medios, las ondas reflejada y refractada tienen igual frecuencia e igual longitud de onda que la onda incidente. ............................... Velocidad de propagación de algunas ondas mecánicas De ondas transversales en una cuerda tensa: masa por unidad de longitud. v= De ondas longitudinales en un muelle estirado: v longitud). De ondas longitudinales en sólidos: v= T ! (siendo T la tensión de la cuerda y ρ la densidad de =L K m (K es la constante del muelle, m, su masa y L, su E ! (siendo E el módulo de Young [fuerza, por unidad de sección, L necesaria para producir un alargamiento igual a la longitud inicial, L o De ondas longitudinales en líquidos: densidad ). v= = 1 F E.S] y ρ la densidad). Q V ! (siendo Q el módulo de compresibilidad [ V RT = − Q1 p] y ρ la De ondas longitudinales en gases (ideales): v = el cociente entre los calores específicos a M (siendo presión constante y a volumen constante, R la constante de los gases perfectos, T la temperatura absoluta y M la masa molar del gas). Velocidad del sonido: v = c T (c es una constante del medio y T la temperatura absoluta). Como vemos, la velocidad de una onda mecánica sólo depende de características del medio a) La ecuación que relaciona la longitud de onda y el período puede dar lugar a confusión en cuanto a la respuesta de la cuestión: v= T (velocidad de propagación igual al cociente entre la longitud de la onda y el período). Observando la fórmula podríamos decir que v y son directamente proporcionales: ERROR; si no cambia el medio o sus características (v es constante), un cambio de supone un cambio de T ya que v ha de ser constante. Podemos concluir que por tanto no hay dependencia ni proporcionalidad entre ellas : AFIRMACIÓN FALSA b) En la REFLEXIÓN la onda se queda en el mismo medio (ver leyes de la reflexión): se introduce un desfase de radianes en la ecuación de la onda y cambia la dirección-sentido de propagación. El resto de características de la onda se mantiene constante: LA AFIRMACIÓN ES CIERTA EN CUANTO A LA REFLEXIÓN b) En la refracción cambia la velocidad de propagación y se mantiene constante la frecuencia [también se mantienen constantes el período (f = 1 T ) y W] de la onda: teniendo en cuenta que v = T , un cambio de v da lugar a un cambio de (y un cambio de k). La onda refractada tiene igual frecuencia y diferente longitud de onda que la incidente. LA AFIRMACIÓN ES FALSA EN CUANTO A LA REFRACCIÓN