Autor Tema: Interferencia de ondas armónicas

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03 Junio, 2022, 12:01 am
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G

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Se tienen dos fuentes que emiten ondas armónicas con velocidad de
propagación v = 30 m/s, frecuencia f = 4 Hz, misma amplitud y fase inicial.
Calcular la distancia entre las fuentes para que se cumpla:
a. Condición de interferencia constructiva.
b. Condición de interferencia destructiva.

No tengo ni idea de por donde empezar y lo necesito para mañana  :'(
A ver si alguien me puede ayudar.

03 Junio, 2022, 02:51 am
Respuesta #1

Richard R Richard

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Hola , el enunciado es un tanto vago, no te dicen a que distancia se encuentran las fuentes entre sí pero si te puedo dar unos tips para que entiendas la situación


la interferencia constructiva sucede cuando en un punto dado, el aporte de cada onda este en la misma fase o \( \phi=0 \).

la interferencia destructiva sucede cuando en un punto dado, el aporte de cada onda esta fase opuesta o\(  \phi =\pi \).


nombramos las fuentes A y B
supón que desde la fuente A tienes una distancia D  hasta el punto que quieres estudiar llamemosle C, el numero de ondas completas entre  A y C de   \( n=\dfrac{D_{AC}}{\lambda} \) donde lambda es la longitud de onda  supongamos que n es un numero entero, es decir esta a una distancia justa \( n \) longitudes de onda.
supongamos tambien que desde B tienes una distancia E  hasta el punto C el numero de ondas completas entre  B y C en este caso será  \( m=\dfrac{D_{BC}}{\lambda} \)  supongamos tambien que \( m \) es un numero entero, es decir esta a una distancia justa m longitudes de onda.


ahora bien no todos los puntos del plano pueden coincidir en fase, como las fuentes están emitiendo en fase, solo habrá pocos puntos donde las fases coincidan en todo momento y serán aquellos cuya diferencia e longitud a cada fuente sea un múltiplo entero de longitudes de onda es decir


Interferencia constructiva


\( m-n=k= \dfrac{D_{BC}}{\lambda}-\dfrac{D_{AC}}{\lambda} \)  con \( k \) perteneciente a los enteros


es decir la diferencia de fase recibida por C desde las dos fuentes es es un múltiplo entero de \( 2\pi \)


o sea \( D_{BC}-D_{AC}=k\lambda \)


para la interferencia destructiva debe suceder que la diferencia de fases debe ser \( \pi \)  esto es que en el punto C las ondas estén en faces opuestas o bien que una haya recorrido media longitud de onda adicional que la otra esto en formulas sería




 \( D_{BC}-D_{AC}=(k+\dfrac12) \lambda \)


Fija te que estamos hablando de tres puntos arbitrarios A,B y C que pueden estar dispuesto como se te ocurra en el plano, y un breve análisis te permitirá ver que sobre la recta perpendicular y que pasa por el punto medio del segmento que une a A con B , todo sus puntos siempre están a la misma distancia de A que de B por lo tanto si las emisiones son en fase todos esos punto siempre presentaran un máximo de interferencia o bien interferencia constructiva, en cambio determinar los puntos donde sucede la interferencia destructiva ya requiere de un poco mas de pericia trigonométrica, no muy difícil por cierto.




La frecuencia por la longitud de onda da la velocidad con lo cual ya puedes tener ese dato despejando y calculando. \( v=f\lambda \)
Saludos  \(\mathbb {R}^3\)

03 Junio, 2022, 09:59 am
Respuesta #2

G

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Muchas gracias, voy a ver si consigo hacerlo...
No te da la distancia entre las dos fuentes porque es lo que hay que calcular.

03 Junio, 2022, 10:47 am
Respuesta #3

G

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En el apartado a he llegado a lo siguiente, a ver si voy bien...
Con los datos del enunciado he calculado el periodo (\( T=4 \)), la longitud de onda (\( \lambda=7,5 \)) y el número de onda (\( K=4\pi/5 \)).
A partir de ahi he hecho lo que me indica:
\( \displaystyle\frac{D_{BC}}{\lambda} - \displaystyle\frac{D_{AC}}{\lambda}=2\pi n \)
No soy capaz de despejar de aquí la distancia entre A y B...

03 Junio, 2022, 11:55 am
Respuesta #4

Richard R Richard

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No te da la distancia entre fuentes ni la distancia al punto C que es lo que tienes que calcular.
Fíjate que la interferencia constructiva o destructiva ocurre con independencia de la distancia entre ambas fuentes .
Pero si es función directa de la distancia del punto C a cada una de las fuentes.


Si en el punto C haces 2 circunferencias cuyos radios sean \( D_{AC}  \) y  \( D_{BC}, \) puedes elegir un punto cuálquiera de cada circunferencia como puntos A y B ,entonces en C obtendrás interferencia constructiva si los radios son múltiplos enteros de la longitud de onda y se emiten en fase.
Si sobre una de las dos circunferencias trazas una tercer circunferencia concentrica con un radio menor o mayor a distancia de media longitud de onda , entonces entre cuálquier punto de esta última circunferencia y cualquier otro de las dos primeras habrá interferencia destructiva si desde ambos  se emiten ondas en fase.
Saludos  \(\mathbb {R}^3\)

03 Junio, 2022, 11:57 am
Respuesta #5

G

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