tema 2n batxillerat: ones

1. MOVIMENT
ONDULATORI:
ONES

2. MOVIMENT ONDULATORI


És una forma de transmissió d’energia,
sense transport net de matèria, mitjançant
la propagació d’alguna forma de
pertorbació.
Aquesta pertorbació s’anomena ONA .

3. ELEMENTS COMUNS DE
TOT TIPUS D’ONA



PERTORBACIÓ INICIAL des del focus emissor,
que es transmet d’uns punts a uns altres sense
desplaçament net de matèria.
TRANSMISSIÓ D’ENERGIA a través d’un medi.
Un cert RETARD entre l’instant en què es
produeix la pertorbació inicial i l’instant en què
assoleix succecivament els punts més allunyats.

4. CLASSIFICACIÓ
D’ONES
Hi
ha diverses
classificacions tenint en
compte les diferents
característiques que les
defineixen:

5. SEGONS SI NECESSITEN
UN MEDI MATERIAL PER
PROPAGAR-SE O NO




ONES MECÀNIQUES: Necessiten un
medi material per propagar-se.
Exemple: SO.
ONES ELECTROMAGNÈTIQUES:
No necessiten un medi material per
propagar-se.
Exemple: la LLUM.

6. SEGONS LA DIMENSIÓ EN
QUÈ ES PROPAGUEN A
L’ESPAI

UNIDIMENSIONALS:
es propaguen a 1dimensió.

BIDIMENSIONALS:
es propaguen a 2 dimensions.

TRIDIMENSIONALS:
es propaguen a 3 dimensions.

7. SEGONS LA POSICIÓ RELATIVA
ENTRE LES VELOCITATS DE
PROPAGACIÓ I DE VIBRACIÓ


ONES TRANSVERSALS: vpropa ﬩ vvibra
Exemple:
Corda vibrant.


La llum.
ONES LONGITUDINALS: vprop ‖ vvibra
Exemple: Una molla.
El so.
CLICK

8. VELOCITAT DE
PROPAGACIÓ DE LES
ONES MECÀNIQUES


ONES TRANSVERSALS: Només es
propaguen en sòlids.
Velocitat de propagació de les ones
transversals en una corda.

9. ONES LONGITUDINALS


Es poden transportar en tots els estats
d’agregació de la matèria.
SÒLID:

LÍQUID:

GASÓS:

10. 
La velocitat de propagació d’ones
longitudinals varia segons l’estat
d’agregació on es produeixi de la següent
manera:
vs > vl > vg

12. APLICACIÓ:

Estados de les capes interiors de la Terra:

13. ONES HARMÒNIQUES


Són les que tenen el seu origen en les
pertorbacions periòdiques produïdes per
un medi elàstic per un moviment harmònic
simple.
S’expressen mitjançant una equació
d’ona.

14. CARACTERÍSTIQUES
ONES HARMÒNIQUES


AMPLITUD (A): màxima elongació.
Unitat: m
LONGITUD D’ONA (λ): distància
mínima entre dos punts consecutius que
es troben en el mateix estat de vibració.
Unitat: m

15. 

PERÍODE (T): el temps que empra una ona
en avançar una longitud d’ona.
Unitat: s
FREQÜÈNCIA (f): el nombre d’ones que
passen per un punt del medi per unitat de
temps.
Unitat: Hz = s -1

17. 


VELOCITAT DE PROPAGACIÓ
(v): velocitat a la que es transmet l’ona.
Unitat: m/s
v = λ / T = λ f
NOMBRE D’ONES (k): És el
nombre de vegades que vibra una ona en
una unitat de distància.
Unitat: m -1 k = 2π / λ k = 2π f / λ f = ω / v

18. SOLUCIÓ DE L’EQUACIÓ
D’ONA


L’equació d’ones és una equació
diferencial de segon grau amb respecte al
temps i a l’espai.
La solució és una funció sinusoïdal o
cosenoïdal amb doble periodicitat amb
respecte el temps i l’espai.

19. 
Posibles variacions de la solució de
l’equació d’ones en funció de les diferents
magnituds que descriuen l’ona.

20. EQUACIÓ D’ONA AMB
DESFASE

21. PERIODICITAT ESPACIAL
D’UNA
ONA HARMÒNICA

22. 
El seu estudi és molt important ja que
qualsevol moviment oscil·latori periòdic no
harmònic, es pot considerar, segons el
TEOREMA DE FOURIER, com el
resultat de la superposició de diversos
moviments oscil·latoris harmònics.

23. 

Exemple d’ones de so emès per diferents
instruments musicals.
L’ona del so resultant es pot expressar com a suma de
diverses ones harmòniques.

24. ENERGIA D’UNA ONA
HARMÒNICA


Quan una ona harmònica s’està
propagant en una direcció i es troba amb
una partícula del medi, la produeix una
pertorbació que la fa moure’s amb un
moviment harmònic.
L’ona transporta energia i la
comunica a les partícules del medi on es
propaga.

25. EXEMPLES:

RADIACIONS SOLARS:

ONES DEL MAR:

ONES SÍSMIQUES:

BOMBES:

26. ENERGIA MECÀNICA




En aquest moviment, la partícula poseeix:
- ENERGIA CINÈTICA: perquè està
en moviment.
- ENERGIA POTENCIAL
ELÀSTICA: per l’acció d’una força
conservativa.
ELS VALORS DE L’ENERGIA
SERAN:

27. 
L’energia i la potència transportada
depenen de l’AMPLITUD i la
FREQÜÈNCIA:

28. INTENSITAT DE LES ONES
VOCABULARI PREVI:
- FRONT D’ONES: lloc geomètric dels
punts de l’espai que es troban en el
mateix estat de vibració, és a dir, es
troben en concordança de fase.


29. 
-
RAIG: fletxa que indica la propagació de
l’ona (sempre perpendicular al front).
MEDI HOMOGENI: és el que té les
mateixes propietats i el mateix
comportament en tots els seus punts.
SI:
NO:

30. -
-
MEDI ISÒTROP: les seves
característiques físiques NO depenen de
la direcció.
MEDI ANISÒTROP: les seves
característiques físiques SÍ depenen de
la direcció.

31. 
INTENSITAT D’UNA ONA: és
l’energia que travessa per unitat de temps
una superfície unitat perpendicular a la
direcció de propagació de l’ona.

32. ATENUACIÓ D’ONES

O disminució natural de l’energia és el
procés mitjançant el qual, segons l’ona es
va propagant, ha d’arribar a un nombre
major de partícules a les que ha de
repartir la seva energia, així les partícules
allunyades del focus vibren menys.

33. ABSORCIÓ D’ONES



Les partícules del medi pel què es
propaguen les ones absorbeixen part de
l’energia per fregament i altres causes.
Aquesta absorció depèn de la naturalesa
del medi en el que es propaga l’ona.
I = I 0 e -βR

34. ONES SONORES


El SO és una vibració o pertorbació
mecànica d’algun cos que es propaga en
forma d’ones a través de qualsevol medi
material elàstic.
EXEMPLES: les generades per les
cordes vocals, instruments de música…

35. 
L’orella humana normal té un àmbit de
percepció entre els 20 Hz i els 20000
Hz .

f ones infrasonores < 20 Hz

f ones ultrasonores > 20000 Hz

36. QUALITATS DEL SO

TO: Depèn de la freqüència del so,
per tant, de les compressions i
enrariments per segon.

37. 
TIMBRE: Depèn dels diversos
harmònics que constitueixen un so.
- La majoria de sons no són purs sino que
estan constituïts per superposicions de
diversos sons anomenats harmònics.

39. 
INTENSITAT OBJECTIVA:

40. 


Els intervals d’intensitats sonores
que pot percebre l’orella humana
van des de:
LLINDAR D’AUDICIÓ: 1,0·10-12 W/m2
o intensitat mínima audible.
LLINDAR DEL DOLOR: 1 W/m2 que
produeix una sensació dolorosa en la
majoria de les persones.

41. INTENSITAT SUBJECTIVA



L’orella humana percep el nivell d’intensitat
sonora en una escala logarítmica.
Això significa que, encara que la intensitat
objectiva augmenti molt, l’orella no percibirà el
so tant fort.
És una adaptació de supervivença.

42. CONTAMINACIÓ ACÚSTICA



Es denomina així a la producció de sons i
sorolls excessius o massa intensos.
Amb l’edat es perd la capacitat de
percebre sons de més alta freqüència.
L’exposició continuada a sons i sorolls
intensos provoca alteracions fisiològiques
a l’organisme tals com irritabilitat,
imsommi, depressions, etc.

45. ULTRASONS



Aquests tenen importants aplicacions
tecnològiques com ara:
SONAR:
ECOGRAFIA:

46. APLICACIONS
INDUSTRIALS

NETEJA
ULTRASÒNICA:

SOLDADURA
TERMOPLÀSTICS:

47. APLICACIONS
TERAPÈUTIQUES

TERAPIA
ULTRASÒNICA:

SOLDADURA
ÒSSIA:

48. 
Rosa Mª Rodríguez García-Caro

Professora de física i química


IES ALCÚDIA
ALCÚDIA (MALLORCA)