¿Necesitas clases particulares?
Conecta con un profesor particular personalizado para ti.
Contacta con nosotros
Teléfono
+34 648462395
Correo electrónico
Conecta con un profesor particular personalizado para ti.
La interferencia ocurre cuando dos o más ondas coinciden en el mismo punto y tiempo, produciendo una superposición constructiva o destructiva que modifica su amplitud. Por otro lado, el efecto Doppler describe el cambio aparente en la frecuencia de una onda percibida por un observador en movimiento relativo respecto a la fuente emisora.
La interferencia es un fenómeno fundamental en el estudio de las ondas, que se manifiesta cuando dos o más ondas coinciden en una misma región del espacio al mismo tiempo. Este proceso da lugar a una nueva onda resultante, cuya forma y características dependen de cómo se combinan las ondas originales. La interferencia es una evidencia clara de la naturaleza ondulatoria de diversos fenómenos, como la luz, el sonido y las ondas en el agua.
La interferencia solo ocurre en los puntos donde ambas ondas coinciden temporalmente. Una vez que las ondas pasan por el punto de superposición, continúan propagándose sin alterarse.
La interferencia de ondas tiene múltiples aplicaciones prácticas y científicas:
Interferometría: Técnica utilizada para medir distancias con alta precisión, basada en la interferencia de ondas de luz.
Holografía: Método para crear imágenes tridimensionales mediante la interferencia de luz láser.
Filtrado de señales: En telecomunicaciones, se emplean principios de interferencia para filtrar y manipular señales de diferentes frecuencias.
Fenómenos naturales: La formación de arcoíris, espejismos y patrones de difracción son ejemplos de interferencia en la naturaleza.
El comportamiento de la interferencia está regido por el principio de superposición, el cual establece que cuando dos o más ondas se encuentran en el mismo punto del espacio y en el mismo instante de tiempo, la amplitud de la onda resultante es igual a la suma algebraica de las amplitudes de las ondas individuales. Matemáticamente, si consideramos dos ondas 
e 
, la onda resultante 
se expresa como:
Este principio es aplicable a cualquier tipo de ondas lineales, ya sean mecánicas, como las ondas sonoras, o electromagnéticas, como la luz.
Dependiendo de cómo se combinen las ondas, la interferencia puede clasificarse en dos tipos principales:
Interferencia destructiva: Sucede cuando las crestas de una onda coinciden con los valles de otra, y viceversa. En esta situación, las amplitudes de las ondas se restan, lo que puede reducir la amplitud de la onda resultante:
En casos ideales, la interferencia destructiva puede llevar a la anulación completa de la onda (esto sucede cuando 
). Este tipo de interferencia acontece cuando
Interferencia constructiva: Ocurre cuando las crestas de una onda coinciden con las crestas de otra, y los valles también coinciden entre sí. En este caso, las amplitudes de las ondas se suman, resultando en una onda con una mayor amplitud que las ondas individuales:
Este tipo de interferencia intensifica la onda resultante y sucede cuando la diferencia de fase es:
Para que se produzca interferencia, deben cumplirse las siguientes condiciones:
Coincidencia espacial y temporal: Las ondas deben encontrarse en el mismo punto del espacio al mismo tiempo.
Compatibilidad de frecuencias y fases: Las ondas deben tener frecuencias similares y una relación de fase que permita la superposición coherente (constructiva o destructiva).
El efecto Doppler es un fenómeno físico que describe el cambio aparente en la frecuencia de una onda percibida por un observador en movimiento relativo respecto a la fuente emisora de la onda. Este efecto lleva el nombre del físico austriaco Andreas Doppler, quien lo propuso en 1842 para explicar las variaciones en la luz emitida por estrellas en movimiento.
Cuando una fuente de ondas, como un altavoz emitiendo sonido o una estrella emitiendo luz, se mueve respecto a un observador, la frecuencia de las ondas que percibe este último puede variar dependiendo de la dirección del movimiento. Este cambio en la frecuencia es lo que se conoce como efecto Doppler.
Alejamiento de la fuente: Por el contrario, si la fuente se aleja del observador, las ondas se expanden en la dirección del movimiento. Las crestas de las ondas llegan al observador con menor frecuencia, produciendo una disminución en la frecuencia percibida. En el caso del sonido, esto se traduce en un tono más grave.
La frecuencia percibida 
por el observador puede calcularse mediante la siguiente fórmula:
donde
es la frecuencia percibida por el observador,
es la frecuencia de la onda,
es la velocidad de propagación de la onda,
es la velocidad del observador,
es la velocidad de la fuente emisora.
1. Encuentra la ecuación de la onda resultante cuando sucede interferencia entre dos ondas sinusoidales que se propagan en la misma dirección y que están dadas por las siguientes expresiones:
Solución
Aplicando el principio de superposición:
Usando la identidad trigonométrica para la suma de senos:
Se obtiene que,
Vemos que la onda resultante tiene una amplitud efectiva de 
, es decir:
Cuando 
(ondas en fase), entonces la amplitud es máxima: 
.
Cuando 
(ondas en oposición de fase), la amplitud es mínima: 
.
Por lo tanto, la ecuación de la onda resultante es:
2. Un tren que emite un silbato con una frecuencia de 
se acerca a una estación a una velocidad de 
. La velocidad del sonido en el aire es de aproximadamente 
. ¿Cuál es la frecuencia percibida por un observador en la estación?
Solución
Aplicando la fórmula del efecto Doppler:
Por lo tanto, el observador percibe un aumento en la frecuencia del silbato, pasando de a aproximadamente 
, debido a que el tren se está acercando.