Ondas, tipos y características

Una onda es una perturbación que se propaga a través de un medio o del espacio, transportando energía de un lugar a otro sin que haya un desplazamiento permanente de las partículas del medio. Las ondas pueden clasificarse según el medio en el que se propagan y según la dirección de la vibración respecto a la dirección de propagación.

Comunicaciones

• Ondas de radio y microondas se utilizan en la transmisión de datos para radios, televisores y teléfonos móviles.
• Ejemplo: La señal de tu teléfono móvil es transmitida mediante ondas electromagnéticas.

Medicina

• Ondas ultrasónicas se emplean en ecografías para obtener imágenes del interior del cuerpo humano sin necesidad de cirugía.
• Ejemplo: Un ecograma se utiliza comúnmente para monitorizar el desarrollo del feto durante el embarazo.

Sismología

• Ondas sísmicas permiten a los científicos estudiar la estructura de la Tierra y detectar terremotos.
• Ejemplo: Los sismógrafos registran las ondas sísmicas para medir la magnitud de los terremotos.

Acústica

• El estudio de las ondas sonoras es crucial para el diseño de auditorios y salas de conciertos, garantizando una acústica óptima.
• Ejemplo: Los ingenieros acústicos diseñan auditorios para que el sonido se distribuya uniformemente.

Óptica

• Las ondas de luz son fundamentales en el funcionamiento de dispositivos ópticos como lentes, microscopios y telescopios.
• Ejemplo: Un microscopio utiliza ondas de luz para aumentar la imagen de objetos pequeños.

Simulación de Ondas

Objetivo: Visualizar y manipular diferentes tipos de ondas para entender sus características.

Materiales:

• Computadora o tablet con acceso a internet
• Software de simulación de ondas (puedes usar PhET Interactive Simulations)

Instrucciones:

1. Acceso a la Herramienta: Ingresa al sitio web de PhET Interactive Simulations.
2. Selecciona una Simulación: Busca la simulación “Wave on a String” o similar.
3. Interacción: Ajusta variables como la amplitud, frecuencia y longitud de onda para observar cómo cambian las ondas. Prueba con diferentes tipos de ondas, tanto mecánicas como electromagnéticas.
4. Observación: Toma notas detalladas sobre cómo cada cambio afecta las características de las ondas.
5. Conclusiones: Escribe un resumen de tus hallazgos y explica cómo la simulación te ayudó a comprender mejor el comportamiento de las ondas.

Formato para que llenen los estudiantes:

Introducción a ondas (español)

Trabajo parejas

NOMBRE:____________________ CURSO:______________________

PHET introducción  a Ondas

https://phet.colorado.edu/en/simulation/waves-intro

Hacer click en el enlace a continuación. Inicie la simulación. Escoja el medio “agua”

Haga clic en Vista lateral, (parte inferior izquierda) Elija la onda múltiple.

Establezca Frecuencia y Amplitud en el medio. Haga clic en el gráfico.

Haga clic en el punto verde del grifo y comience a fluir el agua. Observa las olas. Compara lo que ves con el agua con las olas en los gráficos. Llene la siguiente tabla con los valores de frecuencia, amplitud, longitud de onda y velocidad.

1. Ahora aumente la frecuencia. ¿Qué pasa con las olas?_________ y qué sucede con la distancia entre ondas?____________

2. Disminuya la frecuencia. ¿Qué pasa con las olas?___________ y qué sucede con la distancia entre ondas?____________

3. Aumente la amplitud. ¿Qué pasa con las olas?____________ y qué sucede con la distancia entre ondas?_____________

4. Disminuya la amplitud, ¿qué pasa con las olas?____________ y qué sucede con la distancia entre ondas?______________

Ahora elija el altavoz (sonido) en la parte inferior. Establecer en vista lateral y las múltiples ondas. Pon la frecuencia y la amplitud en el medio (como hiciste con el agua). Elige Reproducir tono y ondas.

5. Puede activar el sonido, pero no demasiado alto. Presione el botón verde para sonido.¿Qué notas sobre el parlante?_____________________________

6. Ahora aumente la frecuencia. ¿Cómo cambia el movimiento del altavoz?_____________ ¿Qué pasa con el tono del sonido? _______________¿Qué sucede con la distancia entre ondas (longitud de onda)? ____________________

7. Ahora disminuya la frecuencia. ¿Cómo cambia el movimiento del altavoz?____________¿Qué sucede con el tono del sonido? _______________ ¿Qué sucede con la distancia entre ondas (longitud de onda)? ________________

8. Aumente la amplitud. ¿Cómo cambia el movimiento del altavoz?___________¿Cambia el tono? __________ ¿Qué pasa con el volumen? ______________

9. Disminuya la amplitud. ¿Cómo cambia el movimiento del altavoz?_____________¿Cambia el tono? __________ ¿Qué pasa con el volumen? ______________

Apague el tono. Haga clic en AMBOS (Click on BOTH) (para partículas y ondas). Mueva los controles deslizantes de Frecuencia y Amplitud de lado a lado (de mayor a menor) Observe las partículas, especialmente los puntos rojos.

10. Describe cómo las partículas mueven la energía de las ondas.

Ahora elija Light en la parte inferior. Coloque los controles deslizantes de Frecuencia y Amplitud en el medio.

11. ¿De qué color es la luz?

12. Deslice la frecuencia hacia la izquierda (por lo tanto, una frecuencia más baja). ¿Qué pasa con el color?

¿Qué pasa con el número de ondas?

¿Qué sucede con la distancia entre las ondas (longitud de onda)?

13. Deslice la frecuencia hacia la derecha (es decir, una frecuencia más alta). ¿Qué pasa con el color?

¿Qué pasa con el número de ondas? _____________

¿Qué sucede con la distancia entre las ondas (longitud de onda)? _________________

14. Elija un color (frecuencia). Incrementar la amplitud

¿Cambia el color (frecuencia)?

¿Cambia el brillo? ¿Cómo?

15. Elija un color (frecuencia). Disminuir la amplitud

¿Cambia el color (frecuencia)?

¿Cambia el brillo? Cómo

RESUMEN: Describa lo que ve (o escucha) para cada situación (la primera columna ya contiene los parámetros iniciales)

CONCLUSIONES:

¿Qué tanto aprendí? ¿Sé definir conceptos por mí mismo/a?

¿Podría ver un fenómeno de estos en la vida real y explicarlo desde la física?

¿Qué tan responsable fui con la actividad? ¿La hice a conciencia?

Caza de Ondas

Objetivo: Identificar diferentes tipos de ondas en tu entorno.

Materiales:

• Cámara o teléfono móvil con cámara
• Libreta de notas
• Bolígrafo o lápiz

Instrucciones:

1. Exploración: Sal a tu entorno y busca ejemplos de ondas mecánicas (como olas en el agua) y electromagnéticas (como la luz de una bombilla).
2. Fotografía o Graba: Toma fotografías o videos de los ejemplos que encuentres.
3. Documentación: En tu libreta, describe las características de cada onda que encontraste, incluyendo su tipo, amplitud, frecuencia, longitud de onda y velocidad.
4. Reflexión: Reflexiona sobre cómo estas ondas están presentes en tu vida diaria y su importancia en el mundo real.

Experimento de Interferencia de Ondas

Objetivo: Observar y analizar el fenómeno de interferencia de ondas en el agua.

Materiales:

• Bandeja de agua
• Dos goteros o dos objetos pequeños para dejar caer al agua
• Cámara o teléfono móvil para grabar
• Regla o cinta métrica
• Cuaderno de notas
• Bolígrafo o lápiz

Instrucciones:

1. Preparación del Experimento:
   • Llena la bandeja con agua hasta un nivel que permita la propagación de ondas visibles en la superficie.
   • Coloca la bandeja sobre una superficie plana y estable para evitar movimientos no deseados durante el experimento.
2. Creación de Ondas:
   • Usa los dos goteros o dos objetos pequeños para crear ondas en el agua. Sostén un gotero en cada mano y déjalos caer en el agua simultáneamente en dos puntos separados por una distancia conocida (mídela con la regla o cinta métrica).
   • Asegúrate de dejar caer los objetos de manera simultánea y repetida para crear ondas uniformes que se propaguen desde ambos puntos de impacto.
3. Observación de la Interferencia:
   • Observa cómo las ondas de cada fuente se propagan y se encuentran en la superficie del agua. Busca áreas donde las ondas se sumen (interferencia constructiva) y áreas donde se cancelen (interferencia destructiva).
   • Toma nota de las posiciones relativas de las fuentes de onda y las áreas de interferencia.
4. Grabación del Experimento:
   • Utiliza la cámara o teléfono móvil para grabar el experimento desde arriba. Asegúrate de capturar claramente las ondas que se encuentran y crean patrones de interferencia.
   • Graba varios intentos para asegurarte de tener un video claro y detallado del fenómeno de interferencia.
5. Análisis de Resultados:
   • Revisa los videos grabados y selecciona los momentos más claros donde se puede observar la interferencia de las ondas.
   • Utiliza el cuaderno de notas para dibujar los patrones de interferencia que observaste. Marca las áreas de interferencia constructiva y destructiva.
6. Reflexión y Conclusión:
   • Escribe una reflexión sobre lo que aprendiste al observar la interferencia de ondas. Describe cómo las ondas se suman o se cancelan y cómo esto se relaciona con los conceptos teóricos que has estudiado.
   • Incluye en tu reflexión ejemplos de cómo la interferencia de ondas se manifiesta en otros contextos, como en la luz, el sonido o las ondas de radio.
7. Presentación:
   • Prepara una breve presentación visual utilizando las grabaciones y los dibujos que hiciste. Explica tus observaciones y conclusiones a tus compañeros o profesores.
   • Responde a cualquier pregunta que puedan tener sobre tu experimento y el fenómeno de interferencia de ondas.

Maqueta onda transversal con gomitas

1. Formar grupos de trabajo de máximo 7 personas. 
2. Realizar una maqueta de onda transversal utilizando palitos de madera, elástico, silicón y gomitas. 
3. Realice un video en el cual expliquen la maqueta y porqué representa una onda transversal y determine algunos elementos de la onda: amplitud, longitud de onda, período, frecuencia y velocidad.