¿Qué pasa cuando una onda pasa a través de un orificio?

Si el orificio es de un tamaño similar a la longitud de onda (o menor) las ondas se difractan y se propagan detrás de él. Este fenómeno puede explicarse suponiendo que el orificio se convierte en una fuente secundaria de ondas (Principio de Huygens). Si el orificio es mayor que la longitud de onda no hay difracción.

La difracción consiste en que una onda puede rodear un obstáculo o propagarse a través de una pequeña abertura. Aunque este fenómeno es general, su magnitud depende de la relación que existe entre la longitud de onda y el tamaño del obstáculo o abertura.

La refracción es la curvatura de las ondas cuando entran en un medio donde su velocidad es diferente. La refracción con el sonido no es un fenómeno tan importante como con la luz, donde es responsable de la formación de imágenes por lentes, por el ojo, cámaras, etc.

La difracción en las ondas se produce debido a la interacción con un obstáculo en su trayectoria. La refracción es el fenómeno óptico en el que las ondas cambian de velocidad y dirección cuando pasan de un medio a otro con distinto índice de refracción.

La difracción es la desviación de la luz por obstáculos o irregularidades muy pequeñas de una superficie. Por ejemplo, cuando observamos un CD o DVD y miramos a través de él la luz de una lámpara, se pueden observar unas bandas de colores: esa es la difracción.

La refracción es el cambio de dirección que experimenta una onda al pasar de un medio material a otro. Sólo se produce si la onda incide oblicuamente sobre la superficie de separación de los dos medios y si éstos tienen índices de refracción distintos.

Figura 4.4 La luz que pasa por una rendija se difracta en todas las direcciones y puede interferir de forma constructiva o destructiva, según el ángulo. La diferencia en la longitud de la trayectoria de los rayos desde ambos lados de la rendija se ve como a sen θ θ .

Se llama refracción al cambio en la dirección de propagación que ocurre cuando una onda pasa de un medio a otro. En un medio homogéneo, las ondas sonoras se propagan en línea recta y a velocidad constante. Al cambiar de medio, hay un cambio de velocidad, lo que provoca una desviación de la onda.

La dispersión se considera elástica (no hay cambio en la frecuencia) y coherente, de forma que se mantienen las relaciones de fase (difracción) que son debidas sólo a las diferencias geométricas de recorrido de los haces que interfieren, y toda la muestra difracta en fase en la dirección del haz incidente.

Pero ¿qué sucede cuando una onda choca contra un obstáculo? Cuando una onda llega a un obstáculo o al final del medio material donde se propaga, una parte de la onda se devuelve, es decir, se refleja. Este cambio de dirección que experimenta la onda depende de la diferencia de elasticidad de los medios.

Cuando no pasa y rebota, se llama Reflexión. Cuando la luz pasa a través de un objeto se llama Refracción. Hace posible que veamos objetos que no emiten luz propia. Esta propiedad es muy notoria en las superficies pulidas y lisas, como los espejos, la superficie del agua en reposo y el piso brillante.

Fenómenos ondulatorios

Muchos fenómenos naturales involucran ondas: olas, sonido, luz, ondas de radio, ondas sísmicas, ondas elásticas. Los modelos ondulatorios forman parte ineludible de la Física Moderna.

Los efectos ópticos causados ​​por la luz difractada suelen aparecer como bandas oscuras, claras o coloreadas. Su causa se debe a que las ondas de luz interactúan de manera constructiva o destructiva durante la difracción. Cuando 2 crestas o 2 valles se encuentran, se combinan para crear una cresta/valle más grande.

Cuando un objeto que emite luz, como una estrella o una galaxia, se acerca a nosotros, vemos sus ondas de luz con mayor frecuencia de la que fueron emitidas: las vemos desplazadas al azul. Si se aleja de nosotros, vemos que su luz se desplaza al rojo. Es el famoso «desplazamiento al rojo» de la luz.

Nombrado en honor al físico Christian Doppler, quien describió el fenómeno en un artículo teórico en 1842, el efecto Doppler es el cambio en la frecuencia de una onda periódica con respecto a un observador que se mueve en relación con la fuente de onda (una o ambas pueden estar en movimiento).

Las ondas sonoras entran al oído externo a través de un pasaje estrecho llamado “conducto auditivo” que llega hasta el tímpano. El movimiento de las ondas sonoras hace que el tímpano vibre y a la vez transmita estas vibraciones a tres huesecillos diminutos del oído medio.

La difracción: Cuando los rayos de luz rodean a un objeto o pasan a través de aberturas en un cuerpo opa- co, experimentarán un cambio en su trayectoria, produciendo un efecto de apertura, como ocurre con los faros de un automóvil durante la noche. Este fenómeno es propio de todas las ondas. (Raffino, 2020).

Si el ancho de las rendijas es lo suficientemente pequeño (menor que la longitud de onda de la luz láser), las rendijas difractan la luz en ondas cilíndricas.

Este fenómeno se produce cuando una onda de sonido se propaga y rebota con una superficie. Este rebote se produce ya que la onda sonora incidente no logra rodear ni traspasar el obstáculo.

La refracción es el fenómeno por el cual la luz que se propaga en forma de onda cambia de velocidad al pasar de un medio material a otro distinto, por ejemplo, cambiar del aire al agua. El estudio de fenómenos asociados a la luz han sido estudiados a lo largo de los años.

Descripción. “La reflexión de una onda sucede cuando al estar viajando esta por un medio se encuentra con otro y este último medio hace que retroceda la onda regresando por el medio del cual provenía” (Tipler, 2010).

Reflexión especular o regular

La reflexión especular se produce cuando un rayo de luz incide sobre una superficie pulida (espejo) y cambia su dirección sin cambiar el medio por donde se propaga.

Si el orificio es mayor que la longitud de onda no hay difracción. Tras el obstáculo aparece una zona en la que no se propagan las ondas. En las ondas longitudinales propagación es la misma.

Existen dos tipos de difracción, la denominada de campo cercano o de Fresnel, cuando el obstáculo y la pantalla sobre la que se forma el patrón están relativamente cerca y la denominada de campo lejano o de Fraunhofer, cuando la pantalla y el obstáculo se encuentran suficientemente alejados.

La Difracción en Fotografía

Así, las ondas de la luz se deforman y llegan al sensor de nuestra cámara de forma distorsionada, afectando a la nitidez de nuestra fotografía final. Por eso, cuando usamos diafragmas muy cerrados perdemos nitidez en nuestra fotografía.

La refracción se produce cuando una onda llega a una superficie que separa dos medios de propagación distintos. Una determinada cantidad de energía se transfiere al mismo medio, pero otra parte se propaga en el otro medio, se dice que la onda se refracta.