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Ondas mecánicas: armónicas y estacionarias
Castilla y León · 2022 · Julio
Enunciado
Razone si la siguiente afirmación es verdadera o falsa: «Si dos ondas se propagan con la misma velocidad, la difracción que experimentan sus frentes de ondas al alcanzar un orificio dependerá del valor de su frecuencia».
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Resultado
Verdadera: con la misma velocidad, ; a menor frecuencia, mayor longitud de onda y difracción más intensa en el mismo orificio.
Ver la solución paso a pasoestrategia, desarrollo y consejo
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Estrategia
La difracción es apreciable cuando la longitud de onda es comparable o mayor que el tamaño del orificio. Si las dos ondas van a la misma velocidad, su longitud de onda solo depende de la frecuencia, . Por tanto, la frecuencia determina cuánto se difractan.
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Desarrollo
Verdadera.
La difracción es la desviación que sufren los frentes de onda al encontrar un obstáculo o una abertura: la onda bordea los obstáculos y, tras un orificio, se abre en abanico. Según el principio de Huygens, cada punto del orificio actúa como foco de ondas secundarias, y la onda que sale no conserva la forma del frente incidente.
Que el efecto sea apreciable o no depende de la relación entre la longitud de onda y el tamaño del orificio:
Un ejemplo cotidiano: en el aire todos los sonidos van a la misma velocidad, y los graves (baja frecuencia, de metros) rodean puertas y esquinas mucho mejor que los agudos; por eso desde otra habitación se oyen sobre todo los graves de la música.
La difracción es la desviación que sufren los frentes de onda al encontrar un obstáculo o una abertura: la onda bordea los obstáculos y, tras un orificio, se abre en abanico. Según el principio de Huygens, cada punto del orificio actúa como foco de ondas secundarias, y la onda que sale no conserva la forma del frente incidente.
Que el efecto sea apreciable o no depende de la relación entre la longitud de onda y el tamaño del orificio:
- Si (longitud de onda comparable o mayor que la abertura), la difracción es muy notable: el orificio se comporta casi como un foco puntual y la onda se extiende en todas direcciones.
- Si , la difracción es casi inapreciable y la onda sigue en línea recta (por eso la luz, con , apenas se difracta en una ventana, y el sonido sí).
Un ejemplo cotidiano: en el aire todos los sonidos van a la misma velocidad, y los graves (baja frecuencia, de metros) rodean puertas y esquinas mucho mejor que los agudos; por eso desde otra habitación se oyen sobre todo los graves de la música.
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Consejo
La clave de la difracción es comparar con el tamaño del obstáculo o de la abertura. Si te dan la frecuencia, pásala a longitud de onda con y razona con ella.
Paso 1 de 3
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