Les ones:

- Que son?
Poden ser la llum del sol o de alguna bombeta, la música que sentim a la radio, etç.

- Es poden distingir en:

- Llum visible: Forma part d'un conjunt d'ones més ampli, anomenat espectre electromagnètic. Totes los ones d'aquest tipus són emeses pel sol, però només s'utilitza una part d'aquest espectre, la llum visible.

- Ones sonores: Son les que quan arriben al nostre timpà són traduïdes en forma de so cap el cervell. Però el cervell humà no les pot captar totes, hi ha algunes que només les capten els animals.

Apart d'aquestes hi ha un altre tipus que són les de ondulacions, que les provoquen les pròpies persones al moure's.















- Segons els tipus de prolongació:

- Ondes longitudinals: Les partícules vibren en la mateixa direcció. En el cas de les ones sonores les partícules de l'aire vibren en la mateixa direcció que l'ona.












- Ones transversals: Les partícules vibren perpendicularment a la direcció de propagació. Les ones d0una corda o de l'aigua son exemples d'ones transversals. Les partícules oscil·len en una direcció perpendicular a la prolongació de l'ona.










- Segons el medi de propagació :

- Ones mecàniques: Si necessiten un medi de propagació, alguns exemples són les ones sonores, les ondulacions produïdes en un estany o l'ona que es propaga per una corda.

- Ones no mecàniques: si no el necessiten, ja que ho poden fer en el vuit. L'exemple més important són les ones electromagnètiques.





- Magnituds bàsiques:

- El període ( T ): Temps que ha de transcórrer perquè la velocitat d'una ona i la seva posició es repeteixi. Es calcula en segons.

- La freqüència (  ): El nombre de cicles que es repeteix en un segon, es la inversa del període. Es mesura en cicles per segon o en hertzs (Hz).

 = 1 / T

- L'elongació ( y ): Distancia que hi ha en qualsevol instant entre la posició de la partícula i la posició d'equilibri. L'amplitud, es l'elongació màxima.

- La longitud d'ona (  ): Distancia que hi ha entre dos punts de l'ona que tenen en un instant determinat el mateix estat de vibració. Es mesura en metres.

- La velocitat de propagació ( v ): Velocitat a la que es mou. Es pot calcular a partir de la freqüència i la longitud d'ona. Quan es propaga una ona la seva velocitat de propagació no coincideix amb la velocitat amb què vibren les partícules.

v =  .  =  / T

Exemple:
Pagina 103 exercici 3
Les ones que s'utilitzen en les transmissions de televisió tenen una freqüència d'uns 108 Hz. Sabent que es propaguen a la mateixa velocitat que la llum, calcula la longitud d'ona corresponent.
 = 108 Hz
v = 300000 km/s 300000000 m/s
 = ? 2777777'7 m

 = v /  = 300000000 / 108 = 2777777'7 m

Pagina 112 exercici 1
Un vaixell equipat amb un sonar de 40000 Hz emet pulsacions a intervals regulars. L'eco procedent del fons del mar es rep 3 s després.
a) Quina és la profunditat del mar en el punt en que es troba el vaixell?
 = 40000 Hz
t = 3 s
v = 1500 m/s
e= 1500 . 3= 45000 m

b) Quin es el període de les ones?
T= 1/  = 1 / 40000 = 2.5 . 10-5

c) Varia el valors de la velocitat si les ones surten del aigua?
Si, perquè l'ona canvia de medi.
Fenòmens ondulatoris:

- La reflexió: L'ona rebota o almenys una part d'ella, de manera que varia la direcció de propagació de l'ona. Si l'ona incideix perpendicularment a aquesta superfície torna en la mateixa direcció i sentit contrari.



- La refracció: L'ona canvia de medi. L'ona es segueix propagant pel segon medi, però en varia la direcció y la velocitat de propagació. Si l'ona incideix perpendicularment en la superfície, no hi ha refracció i l'ona continua amb la mateixa direcció i el mateix sentit.



- L'absorció: Una part de la ona no aconsegueix travessar el medi perquè una part de la seva energia que duu es absorbida per les partícules que hi ha en aquest medi. Per aquest motiu el so te menys intensitat com mes ens allunyem de la font sonora.

- La dispersió: El grau amb que una ona es refracta a canviar de medi depèn de les característiques pròpies de l'ona. Per exemple, en el cas de la llum, no es refracta igual la llum blava que la llum vermella. Així dons quan diverses ones viatgen juntes i canvien de medi , les diferents ones que componen la llum blanca es poden separar, com succeeix quan en forma l'arc de sant Martí.


- La difracció: Aquest fenomen fa que una ona sigui capaç de salvar obstacles, girar cantonades, etc. Podem dir que, quan una ona arriba a una cantonada, aquesta cantonada actua com si fos un nou punt de partida de l'ona, de manera, que l'ona no es talla en aquest punt. Passa una cosa semblant quan una ona travessa una escletxa.

La Llum:

Llum: Onda transversal electromagnètica que no necessita un mitjà material per a propagar-se: es propaga en el buit, com totes les ones electromagnètiques, amb una velocitat aproximada de 3.108 m/s La llum viatja en línia recta. A aquestes línies les cridem llamps.


PROPAGACIÓ DE LA LLUM

- La reflexió de la llum: Quan la llum incideix sobre la superfície d'un mitjà no transparent, opac, torna al mateix mitjà en el qual es propagava. Aquest fenomen es denomina reflexió. En canvi, si incideix sobre la superfície de separació de dos mitjans transparents distints, una part torna al mateix mitjà en el qual es propagava i altra part al segon mig (es refracta).

- Refracció de la llum: La llum es propaga en línia recta i amb velocitat constant en un mitjà uniforme, però quan la llum passa obliquament d'un mitjà transparent a un altre, per exemple, aire i aigua, experimenta un canvi d'adreça de propagació i de velocitat que es denomina refracció.

Es defineix l'índex de refracció d'un medi ( n ) com el quocient entre la velocitat de la llum pel vuit ( c ) i la velocitat de la llum en aquest medi ( v ).

n = c/v






- Dispersió de la llum: Descomposició de la llum més complexa en altres llums més simples, la separació de la llum en les longituds d'ona que la componen. Es pot aconseguir usant un prisma de vidre. Hi ha de dos tipus:


- Espectre lumínic: La llum blanca és realment una barreja de llums de diferents colors. Al passar la llum blanca, les diferents llums se separen per presentar diferents velocitats en el vidre del prisma: la llum vermella es propaga amb major velocitat, per que és menys desviada; la llum violeta és la més desviada perquè té la menor velocitat. Les llums de diferents colors es propaguen en els mitjà materials amb velocitats distintes, solament en el buit es propaguen amb la mateixa velocitat. Al conjunt de llums que apareixen dispersades se li crida espectre lumínic.

- Espectre electromagnètic: Les persones podem percebre la llum que te una freqüència compresa entre dos valors determinats que son el vermell i el violeta de l'espectre visible. Però mes enllà hi ha unes ones amb propietats semblants a la llum però amb una freqüència diferent, i també amb diferent longitud d'ona.
L'espectre electromagnètic esta format per: Ones de radio, microones, infrarojos, ultraviolats, raig x i raigs gamma.


El so:

En la majoria dels casos, les vibracions del focus sonor es propaguen en l'aire i originen zones de major pressió (compressions) i altres de pressió més baixa (dilatacions) que a l'incidir sobre l'oïda produïxen una sensació sonora.

Onda sonora: Oscil·lació de pressió que es propaga per un mitjà.
Les ones sonores són ones mecàniques longitudinals; per tant, necessiten un mitjà material per a propagar-se, i les compressions i dilatacions es produïxen en les mateixa adreça de propagació de l'ona.

- Velocitat de propagació de les ones sonores: En un mitjà homogeni, les ones sonores es propaguen a velocitat constant. El so es propaga a través de tots els estats d'agregació de la matèria.

v sòlids>v líquid>v gasos

En la velocitat de les ones sonores no influeix ni la seva freqüència, ni la seva longitud d'ona, ni la seva amplitud. En els sòlids i en els líquids la velocitat del so tampoc depèn de la temperatura; en canvi, aquesta sí influeix en la velocitat del so en els gasos.

- Reflexió de les ones sonores: Reflexió: Canvi d'adreça que experimenten les ones quan incideixen sobre un obstacle i tornen al mitjà del que procedeixen. L'eco es produït per la reflexió de les ones dels sons.



Eco: Audició repetida d'un mateix so: primer del sons directe i després refractats en una superfície que està suficientment allunyada.
L'oïda humana distingeix dos sons consecutius quan els percep amb una diferència d'una desena de segon. Suposant que la velocitat del so en l'aire és 340 m/s, en una desena de segon el so recorre 34 m, i com ha d'anar i tornar, necessitarà per a percebre's que l'obstacle aquest, almenys, a una distància de 17 m.

Quan la distància és menor, el so directe i els reflectits se superposen i l'audició es fa confusa, els sons no es perceben amb nitidesa. Aquest fenomen es denomina reverberació.


















Qualitats del so:

Per a una determinada freqüència, la intensitat d'una ona és directament proporcional al quadrat de l'amplitud i inversament proporcional al quadrat de la distància al focus sonor. La intensitat física de l'ona s'amida en W/m2 i la sonoritat en *dB.

No obstant això, no existeix proporcionalitat directa entre la intensitat física d'un so i la sensació sonora (sonoritat).

L'oïda humana no pot percebre tots els so. Per a cada freqüència existeix una intensitat física mínima (límit d'audició) per sota de la qual l'oïda no percep el so. El límit d'audició està a 10-12 W/m2, que equivalen a 0 dB.

To: És la qualitat dels sons que permet distingir entre sons greus (o baixos) i aguts (o alts) El to d'un so està relacionat amb la seva freqüència; els sons greus són els de baixa freqüència i els aguts els d'alta freqüència.

L'oïda humana solament percep els sons compresos entre 20 i 20 000 Hz, aproximadament, però aquests valors poden variar d'unes persones a unes altres.

Els sons amb freqüències superiors a 20 000 Hz es denominen ultrasons; els que tenen freqüències inferiors a 20 Hz es diuen infrasons.


Els ultrasons tenen importants aplicacions en medicina i permeten evitar els efectes perillosos que poden causar els RAJOS X: ecografies ginecològiques, de mama, per a visualitzar teixits tous que són poc visibles per als RAJOS X, per a trencar pedres renals, etc. En la indústria s'usen per a descobrir possibles efectes en peces metàl·liques.
El sonar emet ultrasons i rep l'ona sonora reflectida en els obstacles submarins. S'utilitza per a detectar bancs de peixos, submarins o qualsevol altre cos submergit i per a amidar la profunditat del mar.

Timbre: És la qualitat per la qual es distingeixen dos sons de la mateixa sonoritat i del mateix to.

Cap focus emissor produeix una vibració única, sinó que al so fonamental, de freqüència definida, se superposen altres més febles, de freqüències múltiples de l'ona fonamental (2f, 3f, etc.), que es denominen harmònics o sobretons.

Les sonoritats i les freqüències dels harmònics que acompanyen al sons fonamental varien d'uns focus sonors a uns altres i determinen el timbre de cada so.

10