Periodo: tiempo que tarda en repetirse los valores de la variable. Mov. oscilatorio: movimiento periódico en el que el móvil se mueve de un lado al otro de su posición de equilibrio. Mov. armónico simple (m.a.s): movimiento oscilatorio en el que la aceleración es directamente proporcional a la posición y de sentido contrario. Proyección del m.c.u. Pulso: es una onda elemental y, por tanto, una perturbación limitada en el espacio y en el tiempo que se propaga transmitiendo energía. Onda: es la propagación de la perturbación de una propiedad física descrita por un cierto campo a través del espacio. Foco: punto en el que se inicia la perturbación. Cresta: máximo de una onda. Valle: mínimo de una onda. Clasificación de ondas según:
- Limitaciones: estacionarias (cuerdas de guitarra) y viajeras (ondas telefónicas)
- Energía: mecánicas (sonido, vibran partículas, es necesario un medio) y electromagnéticas (luz, no necesita medio de propagación)
- Direcciones de propagación/vibración: ondas transversales (cuerda de guitarra, direcciones perpendiculares) y longitudinales (sonido, dirección paralela)
- Dimensiones de propagación: unidireccionales (cuerdas), bidireccionales (agua) y tridimensionales (sonido, luz)
Magnitudes de oscilación:
- T (periodo): tiempo que tarda en dar una vibración un punto del medio
- f (frecuencia): número de vibraciones que da en el periodo, f = 1/T = Hz
- w (pulsación): ángulo barrido por el MCU, w = 2π/T = 2πf = rad/seg
- φ (fase): estado de vibración de un punto de la onda en un instante, determinado por su elongación y velocidad
- A (amplitud): máxima elongación de cada punto del medio sometido a la perturbación
Magnitudes de propagación:
- Longitud de onda: distancia mínima entre 2 puntos que están en fase
- K (número de onda): número de ciclos en 2π m de longitud, K = 2π/m-1
- Frente de onda: línea de puntos con el mismo estado de vibración
- Rayo: línea perpendicular al frente de onda que da la dirección en que se transmite la energía de la onda
Velocidad de fase: rapidez con la que se propaga la onda, v = λ/T = λf -> v = w/k. Periodicidad: estado de vibración que se repite cada cierta distancia, llamada longitud de onda, y cada cierto tiempo, llamado periodo.
Principio de superposición: cuando 2 o más ondas coinciden en un punto, la perturbación resultante es la suma de las perturbaciones individuales, y = y1 + y2 (suma de efectos). Reflexión: fenómeno que experimenta una onda cuando incide en la superficie de separación entre 2 medios y es devuelta al medio inicial con la misma velocidad, pero distinta dirección y sentido (espejos, fibra óptica). Refracción: cambio de dirección de propagación de una onda cuando pasa de un medio a otro con distinta velocidad, v1 -> rayo se aleja de la normal, v1 > v2 -> rayo se acerca a la normal (espejismos en la carretera, lupa, gafas).
Dioptrio: conjunto de 2 medios transparentes y la superficie que las separa. Leyes de Snell:
- El rayo incidente, la normal a la superficie y el refractado están en el mismo plano.
- La relación entre los senos de los ángulos de incidencia y refracción es una constante igual a la relación entre las velocidades de propagación de la onda en ambos medios: cte = sen i/sen r = v1/v2.
Ángulo límite de refracción: ángulo de incidencia al que corresponde un ángulo de refracción de 90º. Difracción: propiedad de las ondas para saltar un objeto. Consiste en que las ondas se producen cuando se encuentran con un obstáculo, dando lugar a una interferencia. El obstáculo tiene que ser del tamaño del orden de la longitud de onda. Interferencias: fenómeno en el que 2 o más ondas se fusionan para formar una onda resultante de diferente amplitud. La amplitud es diferente en cada punto. Cuando una onda cambia de medio, cambia de dirección y velocidad.
Sonido: propagación de ondas materiales y longitudinales. Ondas electromagnéticas: ondas producidas por cargas eléctricas en movimiento. Onda transversal: no necesitan un medio material para propagarse. Tienen las mismas propiedades que cualquier onda. Polarización: onda que se propaga en un solo plano; no se da en ondas longitudinales. Se propaga con la velocidad de la luz = 3 x 108 m/s. Campo magnético (B) y eléctrico (E) se inducen mutuamente. Vibran paralelos entre sí y en la dirección de propagación.
Leyes de óptica:
- La propagación de la luz es rectilínea en un medio homogéneo e isótropo.
- Los rayos son independientes, por lo que su acción no se ve alterada si otros rayos actúan a la misma vez.
- El trazado de los rayos luminosos se realiza siguiendo las leyes de la refracción y la reflexión. Índice de refracción = constante.
Vocabulario:
- Dioptrio: conjunto formado por dos medios transparentes, con índices de refracción distintos, separados por una superficie. Ejemplos: dioptrio plano o esférico, según sea la superficie de separación.
- Centro de curvatura (C): centro de la superficie esférica a la que pertenece el dioptrio.
- Radio de curvatura (R): radio de la superficie esférica.
- Vértice del dioptrio (O): punto de corte entre el dioptrio y el eje óptico.
- Sistema óptico: conjunto de varios dioptrios. Eje óptico: eje común de todos los dioptrios de un sistema óptico.
- Imagen real: lugar de convergencia de los rayos luminosos procedentes de un foco luminoso, después de atravesar un sistema óptico. Se ve si se coloca en el lugar una pantalla.
- Imagen virtual: lugar de convergencia de las prolongaciones de los rayos procedentes de un foco luminoso y que divergen después de atravesar un sistema óptico. Se ve, pero no si se coloca en el lugar una pantalla.
- Foco imagen (F’): punto en el que convergen los rayos que penetran en el dioptrio paralelos al eje óptico.
- Distancia focal imagen (f): aquélla que hay entre el foco imagen y el vértice del dioptrio.
- Foco objeto (F): punto del que parten los rayos que, una vez atraviesan la superficie del dioptrio, salen paralelos al eje óptico.
- Distancia focal objeto (f): la que hay entre el foco objeto y el vértice del dioptrio.
- Distancia objeto: aquélla que hay entre el objeto y el vértice del dioptrio.
- Distancia imagen: la que hay entre la imagen y el vértice del dioptrio.
- Medio homogéneo: es aquel en el que la unidad de propagación de la luz y el índice de refracción es igual en todos los puntos.
- Medio isótropo: es aquel en el que el índice de refracción no varía con la dirección de propagación de la luz.
Cámara fotográfica: sistema compuesto por lentes convergentes capaces de formar imágenes reales, invertidas y de menor tamaño que el objeto, sobre una superficie fotosensible. Microscopio: mayor aumento que en la lupa. 2 lentes convergentes: objetivo (lente situada a más distancia que la focal, dando una imagen real, ampliada e invertida) y ocular (= lupa). Lupa: lente convergente muy potente. Imagen virtual, derecha y de mayor tamaño que el objeto, situada detrás de él.