Experimento de Medel. Ondas Estacionarias.

Desde hace algunos siglos los fenómenos ondulatorios han sido estudiados, dando resultados sorprendentes y dando los temas más controvertidos, como lo es la naturaleza ondulatoria de la luz, que desde el siglo XVII había sido descrita por Isaac Newton, que posteriormente fue constatada por el físico Thomas Youg, en el siglo XVIII, quién además estableció las bases científicas que sustentan las teorías sobre las ondas.

A finales del siglo XIX, en el auge de la segunda revolución industrial, la entrada de la electricidad como tecnología de la época brindó un nuevo aporte a las teorías sobre las ondas. Este adelanto permitió a Franz Melde, un físico alemán, reconocer el fenómeno de interferencia de las ondas y la formación de las ondas estacionarias. Siendo esto posible gracias a un increíble experimento que tú mismo lo puedes hacer.

Experimento

Material y equipo necesario:

• Generador de vibraciones
• Cuerda elástica
• Conjunto de masas rotuladas de distintos valores (10x10 g)
• Generador de señales
• Polea de banco
• Sujetador para el generador de vibraciones

Procedimiento

Monte el sistema como se muestra en la figura 1 con el vibrador conectado al generador

de señales, la longitud de la cuerda debe ser de aproximadamente 70cm y la masa (m)

colocada en el extremo de la cuerda debe tener unos pocos gramos (10 ,20 o 30

gramos).

La idea es obtener condiciones de resonancia y, por tanto, generación de ondas

estacionarias en la cuerda a través de dos experimentos.

a) Variando la longitud de la cuerda, manteniendo la masa constante.

b) Variando la masa, manteniendo constante la longitud de la cuerda. (Avelleda, 2011)

Un gran ejemplo de lo asombroso que es este experimento lo podemos encontrar en este vídeo.

Conclusiones

Las ondas transversales mecánicas producidas en una cuerda impulsadas por un vibrador eléctrico, viajan a una polea que conduce al otro extremo del mismo, donde es producida una determinada tensión mecánica sobre el cable.

Al encontrarse ambas ondas viajando en direcciones opuestas se produce un fenómeno de interferencia de ondas.

Al tensarse apropiadamente la cuerda, manteniendo la distancia entre el pulsador eléctrico y la polea, se producen ondas estacionarias, en las cuales existen puntos de su trayectoria denominados nodos que permanecen inmóviles. (Educativos, 2016)

Aportaciones e influencia en la actualidad.

Música

Los tubos de caña o de otras plantas de tronco hueco, constituyeron los primeros instrumentos musicales. Emitían sonido soplando por un extremo. El aire contenido en el tubo entraba en vibración emitiendo un sonido.

Las versiones modernas de estos instrumentos de viento son las flautas, las trompetas y los clarinetes, todos ellos desarrollados de forma que el intérprete produzca muchas notas dentro de una amplia gama de frecuencias acústicas.

Al interior del tubo de un órgano, el aire se transforma en un chorro en la hendidura entre el alma (una placa transversal al tubo) y el labio inferior. El chorro de aire interacciona con la columna de aire contenida en el tubo. Las ondas que se propagan a lo largo de la corriente turbulenta mantienen una oscilación uniforme, produciendo ondas estacionarias en la columna de aire, haciendo que el tubo suene. (Wikipedia, 2017)

Telecomunicaciones

Al realizarse una transmisión de televisión o una comunicación radial o telefónica, se producen las ondas estacionarias. Las radiofrecuencias de televisión, aparatos de fax, telefonía móvil, y transmisiones satelitales se producen en el campo electromagnético. La radiación electromagnética es una combinación de campos eléctricos y magnéticos oscilantes y perpendiculares entre sí que se propagan a través del espacio transportando energía de un lugar a otro. Cada punto donde ambas ondas se encuentran representa un nodo. Esta superposición de ondas genera un efecto de ondas estacionarias. (Wikipedia, 2017)

Ecografía

La ecografía es un procedimiento de radiología que emplea los ecos de una emisión de ultrasonidos dirigida sobre un cuerpo u objeto como fuente de datos para formar una imagen de los órganos o masas internas con fines de diagnóstico. Un pequeño instrumento similar a un micrófono llamado transductor emite ondas de ultrasonidos. Estas ondas sonoras de alta frecuencia se transmiten hacia el área del cuerpo bajo estudio, y se recibe su eco. El transductor recoge el eco de las ondas sonoras (fenómeno de las ondas estacionarias) y una computadora convierte este eco en una imagen que aparece en la pantalla del ordenador.

La ecografía es un procedimiento muy sencillo, en el que no se emplea radiación, y no se limita al campo de la obstetricia, también puede detectar tumores en el hígado, vesícula biliar, páncreas y hasta en el interior del abdomen. (Wikipedia, 2017)

Referencias

Avelleda, U. (29 de Agosto de 2011). sites.google.com. Obtenido de sites.google.com: https://docs.google.com/viewer?a=v&pid=sites&srcid=ZGVmYXVsdGRvbWFpbnxmaXNpY2E1NTV8Z3g6Njk1YmUwODk1ODIwMWU2Nw

Educativos. (22 de Abril de 2016). www.edukativos.com. Obtenido de www.edukativos.com: http://www.edukativos.com/apuntes/archives/7833

Wikipedia. (16 de Septiembre de 2017). es.wikipedia.org. Obtenido de es.wikipedia.org: https://es.wikipedia.org/wiki/Experimento_de_Melde