1

6- Ones

Lurdes Morral4t d’ESO

2

Les ones

Moviment ondulatori

Un moviment ondulatori és la propagació per l’espai d’un moviment vibratori produït en un punt anomenat focus emissor d’ones.

Les partícules del medi vibren (sense desplaçar-se) quan els arriba la pertorbació, igual que ho feia el focus.

En un moviment ondulatori es produeix una propagació d’energia sense transport de matèria al llarg del medi.

3

Característiques de les ones

fT

v

Amplitud (A), desplaçament màxim respecte la posició d’equilibri de cada una de les partícules del medi. (metres)

Velocitat de propagació (v), velocitat amb que es propaga la pertorbació. (m/s)

La longitud d’ona (), distància entre dos punts del medi que es troben en el mateix estat de vibració. (metres)

El període (T), temps que triga a produir-se una oscil·lació completa o temps en que l’ona avança una longitud d’ona. (segons)

Freqüència (f), inversa del període. Nombre d’oscil·lacions completes que es produeixen en un segon. (Hertzs. 1 Hz = 1 s-1)

T

1f

4

Classes d’ ones

Segons la direcció de propagació

Ones transversals, la direcció de propagació és perpendicular a la direcció de vibració d les partícules del medi. Exemple: corda, llum

Ones longitudinals, la direcció de propagació és paral·lela a la direcció de vibració d les partícules del medi. Exemple: so

5

Classes d’ ones

Segons el medi de propagació

Ones mecàniques, necessiten un medi material per propagar-se. Exemples: so, ones en una molla, les onades, ones sísmiques.

Ones electromagnètiques, també poden propagar-se en el buit. Exemples: llum, raigs X, ones de ràdio.

PER QUIN MEDI ES PROPAGUEN LES

ONES?

Ones marines

6

El so i la seva propagació

La vibració de les cordes d’una guitarra, mou les capes d’aire i es transmet mitjançant un moviment ondulatori, que arriba al nostre timpà i el fa vibrar.

Les ones sonores són mecàniques i longitudinals. No es poden propagar en el buit.

La velocitat de les ones sonores és independent de la font sonora i només depèn del medi de propagació.

v (sòlids)> v (líquids) > v (gasos)

Velocitat del so en l’aire a 20oC és de 340 m/s.

7

Medi Velocitat

Aire 340 m/ s

Aigua 1.500 m/ s.

Sòlids (ferro)

6.000 m/ s

Fusta 3900 m/s

El so i la seva propagació

La velocitat depèn del tipus de material.

8

Característiques del so

El to

A

tO

greu

agut

Els de major freqüència es perceben com aguts , i els de menor, com greus.

T1 T2

Permet distingir entre sons greus i aguts, i està relacionat amb la freqüència (La freqüència és igual al nombre de compressions i dilatacions que es donen en

un punt del medi cada segon). Permet distingir les notes musicals.

9

Característiques del so

O

A

t

A1

A2fort

dèbil

El volum

Depèn de l’amplitud. Els sons poden ser forts o dèbils segons la seva intensitat. Es mesura en bel (B) o decibel (dB)

10

Característiques del so

El volum

11

Característiques del so

12

Característiques del so

El timbre

t

A

O

violí

clarinet

Permet distingir entre dos notes iguals emeses per diferents instruments. Permet distingir dos sons de la mateixa intensitat (amplitud) i del mateix to (freqüència) emesos per dos focus diferents.

13

Fenòmens relacionats amb el so

ECOEl so també es reflecteix. La reflexió del so s’aprofita en àmbits molt variats: ecògraf i sonar.

Un ecògraf fa servir ultrasons.

L’aparell envia ultrasons i capta els sons reflectits. Mesurant l’interval de temps que tarda a rebre el so reflectit es pot deduir la distància a la qual es troba l’«obstacle ».

14

Aquesta tècnica s’utilitza per a obtenir imatges del cos

Fenòmens relacionats amb el so

Ecògraf.

15

Fenòmens relacionats amb el so

• El sonar, és un altre aparell que es val de la reflexió del so per a detectar objectes al mar.

• S’ha utilitzat també per a cartografiar els fons marins i mesurar la profunditat de l’oceà.

16

Fenòmens relacionats amb el so

Existeixen animals que utilitzen el mateix mètode per: Orientar-se

Trobar aliment

Trobar alimentAquesta qualitat rep el nom de ecolocalització.

17

La llum

Les ones lluminoses són electromagnètiques. Propagació d’una oscil·lació elèctrica i una de magnètica perpendiculars entres sí.

La llum es propaga en línia recta

18

Espectre electromagnètic

La llum es propaga en el buit a una velocitat de 3 ·108m/s

19

Espectre electromagnètic

20

Fenòmens lluminosos

En xocar una ona lluminosa amb la superfície de separació de dos medis, hi ha un canvi en la direcció de propagació. Pot produir-se una reflexió o una refracció.

Tant en la reflexió com en la refracció, el raig incident, la normal i els raigs reflexats o refractats es troben en el mateix pla.

21

Fenòmens lluminosos

Reflexió

Ex: miralls

L’angle d’incidència i l’angle de reflexió són iguals:

22

Fenòmens lluminosos

Refracció

2

1

2

1

1

2

v

v

c/n

c/n

n

n

rsin

isin

ˆ

ˆ Llei de Snell

Ex: lents

23

Vermell

Taronja

Groc

Verd

Blau

Índigo

Violeta

La dispersió de la llum és la separació d’un raig de llum en

les seves longituds d’ona degut al índex de refracció

La llum blanca està formada per una barreja de llums de diversos colors i cada color correspon a una determinada longitud d’ona, essent l’extrem de l’espectre lluminós visible (mínima freqüència) el vermell i l’altre extrem el violeta (màxima freqüència).

Els diferents objectes que ens envolten reben llum i absorbeixen la majoria de les radiacions, però reflexen algunes que corresponen al color amb el que les veiem

Fenòmens lluminosos

Dispersió:

24

Miralls

Òptica geomètrica: branca que estudia els miralls i lents. Només considera la llum com raigs que es propaguen en línia recta tenint en compte les lleis de la reflexió i la refracció.

Mirall: superfície llisa i polida, que reflecteix els raigs que hi incideixen, donant una imatge nítida dels objectes. Poden ser plans o esfèrics.

Miralls plans: Donen imatges virtuals. Sembla que la imatge provingui de dins del mirall

Miralls esfèrics: poden ser còncaus o convexos

còncau convex

25

Miralls esfèrics

Mirall còncau:

Els raigs que arriben paral·lels a l’eix òptic, convergeixen en un punt que anomenem focus

2rf

Mirall convex:

Els raigs que arriben paral·lels a l’eix òptic, divergeixen com si provinguessin del focus

Fars de cotxes, antenes parabòliques

Retrovisors de cotxes, miralls de cruïlles

26

Miralls esfèrics

27

Lents

Lents divergents: Més gruixudes pels extrems que pel centre. Els raigs que les travessen paral·lels a l’eix òptic, divergeixen i sembla que provinguin del focus.

Lents: objectes transparents, limitats per dues superfícies, una d’elles com a mínim corba. Refracten els raigs que hi incideixen. Lupes, vidres ulleres, objectius de càmeres fotogràfiques.

28

Lents

29

Lents

Lents convergents: Més gruixudes pel centre que pels extrems. Els raigs que les travessen paral·lels a l’eix òptic, es concentren en el focus. Cristal·lí

30

Aplicacions de les lents:

Microscopis:

Prismàtics:

Telescopis: