Interferencias

Justifique por qué se puede afirmar que haciendo uso de fenómenos de interferencias de ondas se pueden medir distancias muy pequeñas.

Cuestion de Interferencias.

Dos focos sonoros puntuales F₁ y F₂ sincrónicos de potencias emisivas 4π·10^-2 W y 16π·10^-2 W respectivamente, emiten simultáneamente un sonido cuya frecuencia es 10³ s^-1, regularmente en todas las direcciones. Sea un punto A situado a 10 m de F₁ y a 20 m de F₂; determinar, suponiendo la experiencia en aire a 121^oC y despreciando la absorción y la atenuación: a) la intensidad física producida en A independientemente por cada uno de los focos sonoros F₁ y F₂; b) la intensidad física del sonido en A, provocada por la interferencia de ambos focos sonoros. c) ¿Cuál será la cantidad mínima que habría que modificar la distancia de F₁ al punto A manteniendo constante la de F₂ al punto A, para percibir en dicho punto un mínimo de intensidad? ¿Y para percibir un máximo? d) La sonoridad percibida en A, expresada en dB, en los casos a) y b).
Velocidad del sonido en el aire a 0^oC v_o=333 m/s; I_o= 10^-12 W/m².

Problema de Interferencias.

Supóngase montado el experimento de Young para obtener franjas de interferencia. Sea la distancia entre las rendijas practicadas en la pantalla a=0.5 mm, la luz empleada es monocromática de longitud de onda 600 nm. Delante de la rendija superior se coloca una lámina de vidrio de caras paralelas y espesor e=10^-2 mm. El índice de refracción del vidrio es 1.5. Calcular el valor del desplazamiento de las franjas en una pantalla situada a una distancia D=1 m de las rendijas.

Problema de Interferencias.

Un tubo sonoro cerrado por un extremo presenta, al emitir un sonido, tres nodos en su longitud de forma que la distancia entre dos nodos consecutivos es de 40 cm. Determinar: 1º) La longitud del tubo; 2º) La frecuencia emitida; 3º) Las longitudes de un tubo cerrado por un extremo y de otro abierto por ambos extremos que emitieran ese mismo sonido como fundamental. Velocidad del sonido en el aire de los tubos v=348 m/s.

Problema de Interferencias.

Si el espaciado entre franjas brillantes en una experiencia de doble rendija de Young es 1 mm al iluminar con λ₁=400 nm, ¿cuánto habría que mover la pantalla para observar el mismo espaciado si se ilumina con λ₂=510 nm? La separación entre las rendijas es de 0.1 μm.

Cuestion de Interferencias.

Un observador inmóvil en el arcén de una pista de pruebas de coches prototipo un día en que el aire está en calma, ve pasar a uno de los coches a gran velocidad y comprueba que las frecuencias que percibe del ruido del motor al acercarse y al alejarse el coche están en la misma relación que la frecuencia de vibración fundamental de una cuerda de violín de 20 cm de longitud y la correspondiente al primer armónico de una cuerda de guitarra de 60 cm de longitud, ambas del mismo material y sometidas a la misma tensión. Además, transcurridos 10 segundos desde que el coche pasa por delante del observador, éste oye el ruido producido por el reventón de una rueda que ocurrió cuando el coche estaba a 570 m de él. Determinar: a) la velocidad del coche; b) la velocidad del sonido; c) si la frecuencia de emisión de ruido del motor es de 200 s^-1 calcular las frecuencias que le llegan al observador al acercarse y alejarse el coche; d) sabiendo que la velocidad del sonido en aire a 27^oC es de 340 m/s, ¿a qué temperatura estaba el aire el día de la prueba?

Problema de Interferencias. Aparece en la convocatoria de JUN2001.

En el punto P se superponen dos movimientos procedentes de dos focos coherentes A y B. La distancia AP es de 35 cm y la BP es de 20 cm. Los puntos P, B y A están alineados y situados en este orden. La velocidad de propagación es de 900 cm/s para ambos focos y la frecuencia es de 150 Hz. En el punto P la amplitud del movimiento que procede de A es 0.4 m y la que procede de B 0.3 m. Calcular: a) la ecuación del movimiento resultante en el punto P; b) la relación de intensidades del movimiento resultante en el punto P con respecto a cada uno de los movimientos incidentes; c) velocidad y aceleración del movimiento resultante a los 5 s de iniciado el movimiento; d) el tiempo transcurrido entre dos valores iguales de la velocidad.

Problema de Interferencias.

Una película de agua (índice de refracción 1.33) en el aire, tiene un espesor de 320 nm. Si se ilumina con luz blanca en incidencia normal, ¿de qué color parecerá ser la luz reflejada? Se supone que las longitudes de onda del espectro visible van desde 390 nm (violeta) hasta 770 nm (rojo).

Problema de Interferencias.

Una lámina de cuarzo se utiliza para controlar la frecuencia de un circuito eléctrico oscilante. Se originan ondas longitudinales estacionarias en la lámina con producción de antinodos en las caras opuestas. La frecuencia fundamental de la vibración está dada por la siguiente ecuación:

donde S es el espesor de la lámina en cm. Calcular el módulo de Young de la lámina, siendo la densidad del cuarzo ρ=2.66 g/cm³.

Problema de Interferencias.

Para medir el diámetro d de un hilo fino mediante un método de interferencias se construye una lámina de aire en forma de cuña situando al hilo entre los bordes de dos piezas planas de vidrio de longitud L=20 cm, como se muestra en la figura. Este montaje se ilumina en incidencia normal, con luz monocromática (λ=590 nm) observando 19 franjas brillantes a lo largo de L. Determinar el diámetro del hilo.

Cuestion de Interferencias.