Interferencias
de las ondas
Se denomina
interferencia a la superposición o suma de dos o más ondas. Dependiendo
fundamentalmente de las longitudes de onda, amplitudes y de la distancia
relativa entre las mismas se distinguen dos tipos de interferencias:
Constructiva:
se produce cuando las ondas chocan o se superponen en fases, obteniendo una
onda resultante de mayor amplitud que las ondas iniciales.
Destructiva:
es la superposición de ondas en antifase, obteniendo una onda resultante de
menor amplitud que las ondas iniciales.
Condiciones de frontera
Cuando hablamos
de condiciones de frontera en Medios de Enlace nos referimos a el
comportamiento que tiene las componentes tangenciales y normales de las
intensidades de campo Eléctrico y Magnético en la superficie de frontera.
Se define como
Superficie de Frontera SF al plano en donde se unen dos medios con distintas
características.
Componente
Tangencial de E
Vamos a
considerar una superficie gaussiana rectangular de Δx de ancho y Δy de alto, la
cual se encuentra centrada en la SF que separa a dos medios dieléctricos
perfectos quedando definido cada uno por la terna ε, μ y σ, al ser los dos
medios dieléctricos, la constante de conductividad σ será igual a cero.
La intensidad
de campo eléctrico tendrá dos componentes de acuerdo al plano XY, llamándoles
tangente a la superficie de frontera Ey y normal a la superficial de frontera
Ex.
Componente
Tangencial de H
Lo único que varía
es que en lugar de trabajar con la intensidad del campo eléctrico (E) ahora
trabajamos con la intensidad del campo magnético (H) por lo que debemos emplear
la primera ecuación de Maxwell.
Superposición
La forma de
onda resultante de la superposición de ondas se obtiene sumando algebraicamente
cada una de las ondas senoidales que componen ese movimiento complejo.
Si
superponemos ondas senoidales de igual frecuencia, aunque con eventuales
distintas amplitudes y/o fases, obtendremos otra onda senoidal con la misma
frecuencia, pero con distinta amplitud y fase. Eventualmente esas ondas pueden
cancelarse, por ejemplo si tuvieran igual amplitud pero una diferencia de fase
de 180º.
En algunos
campos de la acústica puede resultar también interesante el caso de la
superposición de ondas senoidales que se desarrollan sobre ejes
perpendiculares. No estudiaremos aquí esos casos.
De particular
interés resulta el caso de superposición de ondas senoidales de distinta
frecuencia y eventual distinta amplitud y fase (por constituir el caso descrito
por Fourier para la descomposición de los movimientos complejos).
Si bien la
descomposición de todo movimiento complejo en una superposición de distintas
proporciones de movimientos armónicos simples es estrictamente cierta para el
caso de movimientos complejos periódicos, determinadas aproximaciones
matemáticas nos permiten descomponer también todo movimiento no periódico en un
conjunto de movimientos simples.
Si
superponemos parciales no armónicos obtendremos una forma de onda no periódica,
como la mostrada en la Figura 01.
La
superposición de ondas senoidales cuyas frecuencias guarden una relación
sencilla de números enteros (es decir, armónicos) resultará en un movimiento
complejo periódico. Las próximas figuras muestran la resultante de la
superposición de distintos armónicos de una serie.
La Figura 02
muestra la resultante de superponer el segundo y el tercer armónico de una
seria, es decir dos sonidos separados por un intervalo de quinta.
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