FísicaFácilCuestión · 1 pts

Ondas mecánicas: armónicas y estacionarias

Castilla-La Mancha · 2019 · Junio · Opción A

Enunciado

(a) Explicar brevemente el concepto de interferencia en las ondas.

(b) En las figuras siguientes se presentan tres casos de interferencia de dos ondas de igual frecuencia. Indicar cuál de ellos corresponde a interferencia constructiva y cuál a interferencia destructiva.

Tres parejas de ondas de igual frecuencia: en el caso 1 una sube cuando la otra baja; en el caso 2 están desplazadas un cuarto de periodo; en el caso 3 son idénticas

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Resultado

\boxed{\;\text{Caso 3: constructiva}\qquad \text{Caso 1: destructiva}\qquad \text{Caso 2: intermedia (desfase } \pi/2\text{)}\;}

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Estrategia

En la interferencia, las perturbaciones se suman punto a punto (principio de superposición). El resultado depende de la diferencia de fase: en fase, se refuerzan; en oposición de fase, se anulan.

Desarrollo

(a) La interferencia es la superposición de dos o más ondas que coinciden en una región del espacio: en cada punto, la perturbación resultante es la suma de las perturbaciones de cada onda. Si las ondas tienen la misma frecuencia, la amplitud resultante depende de su diferencia de fase: es máxima cuando llegan en fase (interferencia constructiva) y mínima cuando llegan en oposición de fase (destructiva).

(b)

Caso 1: destructiva. Cuando una onda tiene un máximo, la otra tiene un mínimo: están en oposición de fase (desfase de $\pi$ ) y, si tienen la misma amplitud, se anulan.
Caso 2: las ondas están desplazadas un cuarto de periodo (desfase de $\pi/2$ ): la interferencia no es ni totalmente constructiva ni totalmente destructiva (la amplitud resultante es $\sqrt2$ veces la de cada onda).
Caso 3: constructiva. Las dos ondas son idénticas, están en fase: la amplitud resultante es el doble.